本發(fā)明屬于電子絕緣材料領(lǐng)域，特別涉及一種共聚酯電子絕緣墊塊及其制造方法。

背景技術(shù)：

絕緣墊塊廣泛應(yīng)用于電器中，起到絕緣支撐的作用，特別是由PET絕緣材料構(gòu)成的絕緣墊塊，是一種性能比較全面的的絕緣材料。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯簡稱PET，為高分子聚合物，由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而來。對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)所得。PET是乳白色或淺黃色、高度結(jié)晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長期使用溫度可達(dá)120℃，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。PET塑料分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，具有一定的結(jié)晶取向能力，故而具有較高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光學(xué)性能和耐候性，非晶態(tài)的PET塑料具有良好的光學(xué)透明性。另外PET塑料具有優(yōu)良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩(wěn)定性及電絕緣性。PET做成的瓶具有強(qiáng)度大、透明性好、無毒、防滲透、質(zhì)量輕、生產(chǎn)效率高等因而受到了廣泛的應(yīng)用，特別是在電氣絕緣材料、電容器膜、柔性印刷電路板及薄膜開關(guān)等電子領(lǐng)域和機(jī)械領(lǐng)域。

由PET作為載體的絕緣墊塊在增韌性能不足，導(dǎo)致絕緣墊塊的受沖擊性能下降，絕緣墊塊容易開裂或破碎，直接影響絕緣墊塊的絕緣和支撐功能，甚至導(dǎo)致電器出現(xiàn)故障，由此，亟需一種耐受沖擊強(qiáng)度高的絕緣墊塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明中提出了一種共聚酯電子絕緣墊塊及其制造方法，本發(fā)明通過對(duì)PET進(jìn)行改性，添加了提高增韌性能的馬來酸酐和苯乙烯，提高了絕緣墊塊的受沖擊能力。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種共聚酯電子絕緣墊塊，包括以下步驟：

以上材料的質(zhì)量百分含量總和為100％。

優(yōu)選的，所述二氧化鍺為能夠通過800目篩網(wǎng)的白色粉末。

優(yōu)選的，所述醋酸銻能夠通過600目篩網(wǎng)。

一種共聚酯電子絕緣墊塊的制造方法，包括以下步驟：

步驟1)按上述原料配方的比例進(jìn)行稱??；

步驟2)將稱取好的對(duì)苯二甲酸、乙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇、1,3,5-環(huán)己烷三醇、醋酸銻、二氧化鍺和磷酸三甲酯組成的混合物料混合均勻后送至第一酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成第一酯化物；

步驟3)將所述第一酯化物和稱取好的所述馬來酸酐和苯乙烯同時(shí)放入第二酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成第二酯化物；

步驟4)將第二酯化物和稱取好的所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯送入預(yù)縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，生成第一預(yù)聚物，將所述第一預(yù)聚物經(jīng)過預(yù)聚物過濾器過濾后送入終縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行終縮聚反應(yīng)，最終通入氮?dú)?，輸出共聚酯切片?/p>

步驟5)將所述共聚酯切片進(jìn)行后續(xù)加工處理，得到絕緣墊塊。

優(yōu)選的，所述步驟2)中，將所述混合物料送入漿料調(diào)配槽中，在漿料調(diào)配槽攪拌器的作用下，攪拌均勻，攪拌器的轉(zhuǎn)速為10r/min，攪拌混合時(shí)間為3h。

優(yōu)選的，所述第一酯化反應(yīng)溫度為245～255℃，第二酯化反應(yīng)溫度為255～265℃，所述預(yù)縮聚反應(yīng)器的操作壓力為9～11kPa，所述終縮聚反應(yīng)器的工作溫度為265～275℃。

優(yōu)選的，所述步驟5)中，所述的后續(xù)加工處理為：依次進(jìn)行預(yù)結(jié)晶、干燥處理、加熱熔融塑化和過濾后，注塑成型，經(jīng)整形測(cè)試后得到最終產(chǎn)物絕緣墊塊。

優(yōu)選的，所述二氧化鍺為能夠通過800目篩網(wǎng)的白色粉末；所述醋酸銻能夠通過600目篩網(wǎng)。

優(yōu)選的，預(yù)結(jié)晶和干燥溫度為150℃～170℃，干燥時(shí)間3～4h。

優(yōu)選的，所述加熱熔融塑化的加熱溫度為275℃～285℃。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1、本發(fā)明的絕緣墊塊通過添加多種多元醇，提高了絕緣墊塊的致密度，由此提高了絕緣墊塊的絕緣電阻和機(jī)械性能；

2、本發(fā)明的絕緣墊塊通過添加聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，提高了絕緣墊塊的耐熱性能，同時(shí)縮小了絕緣墊塊的受熱收縮率；

3、本發(fā)明的絕緣墊塊的制備工藝簡單可行，便于產(chǎn)業(yè)化；

4、本發(fā)明的絕緣墊塊通過添加馬來酸酐和苯乙烯，提高了絕緣墊塊的增韌性能，耐受沖擊強(qiáng)度更高。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

本發(fā)明以對(duì)苯二甲酸—乙二醇為基礎(chǔ)，并引入1,4-環(huán)己烷二甲醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇、1,3,5-環(huán)己烷三醇作為添加劑，旨在充分提高絕緣墊塊的致密度，使得絕緣墊塊的絕緣性能加強(qiáng)，同時(shí)提高了絕緣墊塊的機(jī)械性能。同時(shí)，引入醋酸銻、二氧化鍺和磷酸三甲酯作為酯化和縮聚反應(yīng)過程催化劑，并且引入馬來甘酸和苯乙烯，作為絕緣墊塊的增韌劑，旨在提高絕緣墊塊的耐受沖擊能力，最后配合加入適量的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，旨在提高了絕緣墊塊的耐熱性能，同時(shí)縮小了絕緣墊塊的受熱收縮率，保障絕緣墊塊的絕緣性能，提高使用該絕緣墊塊的電器的可靠性。

制備采用過程采用兩次酯化、兩次縮聚，與馬來酸酐、苯乙烯以及聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯混合后依次進(jìn)行預(yù)結(jié)晶、干燥處理、加熱熔融塑化和過濾后，注塑成型，經(jīng)整形測(cè)試后得到最終產(chǎn)物絕緣墊塊。

常規(guī)的以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為原料，催化酯化制備的聚酯絕緣墊塊的增韌性能不高，影響絕緣墊塊的受沖擊能力，同時(shí)，在高溫條件下，極容易收縮變形，造成絕緣墊塊性能下降。為此，進(jìn)行以下配方改進(jìn)：

1)引入1,4-環(huán)己烷二甲醇，其范圍控制在1wt％～3wt％，在合成絕緣墊塊中引入1,4-環(huán)己烷二甲醇可以降低合成過程中聚酯的熔點(diǎn)、升高璃化溫度，將共聚物變?yōu)榉墙Y(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而使得絕緣墊塊更加致密，減少水分子透過率；

2)引入多種多元醇，其中，聚氧化丙烯三醇的加入量為0.2wt％～2wt％；季戊四醇的加入量為0.2wt％～2wt％；1,3,5-環(huán)己烷三醇的加入量為0.2wt％～2wt％；多元醇的引入，降低了聚酯大分子的結(jié)晶速度，使得聚酯分子間排列更加致密，降低由于結(jié)晶速度過快而導(dǎo)致絕緣墊塊內(nèi)部生成的過多缺陷，進(jìn)一步增加了絕緣墊塊的致密度；

3)引入馬來酸酐和苯乙烯作為增韌劑，其控制范圍都在0.5wt％～5wt％，增韌劑的引入提高了絕緣墊塊耐受沖擊強(qiáng)度，提高了使用該絕緣墊塊電器的可靠性；

4)引入聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，其控制范圍在3wt％～8wt％，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的引入提高了絕緣墊塊的耐熱性能，同時(shí)縮小了絕緣墊塊的受熱收縮率，并且進(jìn)一步提高了絕緣墊塊的機(jī)械性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種共聚酯電子絕緣墊塊，原料配方由以下質(zhì)量百分含量的材料組成：

以上材料的質(zhì)量百分含量總和為100％。

上述技術(shù)方案中，所述二氧化鍺為能夠通過800目篩網(wǎng)的白色粉末，所述醋酸銻能夠通過600目篩網(wǎng)。二氧化鍺和醋酸銻作為催化劑，粒度分布更均勻、細(xì)致，催化性能越高；同時(shí)，添加適量的1,4-環(huán)己烷二甲醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇、1,3,5-環(huán)己烷三醇，二元醇和多元醇的加入可以降低共聚酯的結(jié)晶速率，提高絕緣墊塊的致密度。

一種共聚酯電子絕緣墊塊的制造方法，包括以下步驟：

步驟1)按上述原料配方的比例進(jìn)行稱??；

步驟2)將稱取好的對(duì)苯二甲酸、乙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇、1,3,5-環(huán)己烷三醇、醋酸銻、二氧化鍺和磷酸三甲酯組成的混合物料混合均勻后送至第一酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成第一酯化物；

步驟3)將所述第一酯化物和稱取好的所述馬來酸酐和苯乙烯同時(shí)放入第二酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成第二酯化物；

步驟4)將第二酯化物和稱取好的所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯送入預(yù)縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，生成第一預(yù)聚物，將所述第一預(yù)聚物經(jīng)過預(yù)聚物過濾器過濾后送入終縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行終縮聚反應(yīng)，最終通入氮?dú)?，輸出共聚酯切片?/p>

步驟5)將所述共聚酯切片進(jìn)行后續(xù)加工處理，得到絕緣墊塊。

具體的，將稱取好的對(duì)苯二甲酸、乙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇、1,3,5-環(huán)己烷三醇、醋酸銻、二氧化鍺和磷酸三甲酯送入漿料調(diào)配槽中，在漿料調(diào)配槽攪拌器的作用下，攪拌均勻，攪拌器的轉(zhuǎn)速為10r/min，攪拌時(shí)間為3h；配置完成的漿料通過漿料輸送泵輸送至第一酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，所述第一酯化反應(yīng)器為立式夾套反應(yīng)釜，其內(nèi)設(shè)置有加熱盤管且?guī)嚢杵?。反?yīng)物在第一酯化反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)生成第一酯化物，將所述第一酯化物放入第二酯化反應(yīng)器，并將稱取好的所述馬來酸酐和苯乙烯同時(shí)放入所述第二酯化反應(yīng)器中，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，第二酯化反應(yīng)器是一個(gè)有內(nèi)外室結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，物料先進(jìn)入室外，再通過套筒上的夾縫流入內(nèi)室，內(nèi)室設(shè)置有加熱盤管，并靠攪拌器循環(huán)加熱，將物料溫度提高到265℃，乙二醇分離塔回流的乙二醇在內(nèi)室，提高了反應(yīng)摩爾比，進(jìn)一步加速反應(yīng)進(jìn)行，在第二酯化反應(yīng)器的酯化率達(dá)到了96.5％，靠壓差送到預(yù)縮聚反應(yīng)器，該反應(yīng)器的盤管加熱使用液相熱媒，該反應(yīng)器夾套和氣相管路加熱使用氣相熱媒，與預(yù)縮聚反應(yīng)器共用一套氣相熱媒反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度是通過調(diào)節(jié)一次熱媒的補(bǔ)充量來改變二次熱媒加熱的溫度來控制的。通過調(diào)節(jié)酯化反應(yīng)的溫度、壓力、液位以及乙二醇的回流量等，可以控制第二酯化反應(yīng)的酯化率。

上述技術(shù)方案中，所述第一酯化反應(yīng)溫度為245～255℃，第二酯化反應(yīng)溫度為255～265℃，所述預(yù)縮聚反應(yīng)器的操作壓力為9～11kPa，所述終縮聚反應(yīng)器的工作溫度為265～275℃。

上述技術(shù)方案中，所述步驟5)中，所述的后續(xù)加工處理為：依次進(jìn)行預(yù)結(jié)晶、干燥處理、加熱熔融塑化和過濾后，注塑成型，經(jīng)整形測(cè)試后得到最終產(chǎn)物絕緣墊塊。

上述技術(shù)方案中，所述二氧化鍺為能夠通過800目篩網(wǎng)的白色粉末；所述醋酸銻能夠通過600目篩網(wǎng)。

上述技術(shù)方案中，預(yù)結(jié)晶和干燥溫度為150℃～170℃，干燥時(shí)間3～4h。

上述技術(shù)方案中，所述加熱熔融塑化的加熱溫度為275℃～285℃。

預(yù)縮聚反應(yīng)器反應(yīng)生成的預(yù)聚物分別經(jīng)熔體夾套三通閥出料、預(yù)聚物出料泵增壓后和熔體夾套三通閥匯集后，經(jīng)過預(yù)聚物過濾器，再經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的熔體夾套管送至終縮聚反應(yīng)器中。

預(yù)縮聚物料被連續(xù)送入終縮聚反應(yīng)器，在攪拌和高真空條件下就可到達(dá)最終產(chǎn)品質(zhì)量。控制壓力、溫度和停留時(shí)間到適當(dāng)水平，使得作為聚合度測(cè)量的粘度可調(diào)。通過調(diào)節(jié)熱媒的溫度，可以調(diào)節(jié)反應(yīng)器中物料溫度，控制出口物料的特性粘度。通入氮?dú)?，輸出PET共聚酯切片。

PET的預(yù)結(jié)晶和干燥設(shè)備一般采用帶有結(jié)晶床的填充塔，同時(shí)配有干空氣制備裝置，包括空壓機(jī)、分子篩去濕器、加熱器等。預(yù)結(jié)晶和干燥溫度為150℃～170℃，干燥時(shí)間約3～4h，干燥后的PET切片濕含量要求控制在30～50ppm。

所述加熱熔融塑化的加熱溫度為275℃～285℃，為了去除熔體中可能存在的雜質(zhì)、凝膠粒子、魚眼等異物，常在熔體管線上計(jì)量泵的前后各安裝一個(gè)過濾器，過濾器加熱溫度控制在275℃～285℃。

本案制得的絕緣墊塊本發(fā)明的絕緣墊塊，通過添加多種多元醇，提高了絕緣墊塊的致密度，由此提高了絕緣墊塊的絕緣電阻和機(jī)械性能通過添加聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，提高了絕緣墊塊的耐熱性能；

同時(shí)縮小了絕緣墊塊的受熱收縮率；同時(shí)，通過添加馬來酸酐和苯乙烯，提高了絕緣墊塊的增韌性能，耐受沖擊強(qiáng)度更高，且本發(fā)明的絕緣墊塊的制備工藝簡單可行，便于產(chǎn)業(yè)化。

以下表一所示的是不同實(shí)施例的具體原料配方：

表一

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。