專利名稱：增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)納米復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種用雙螺桿擠出機(jī)將聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、無機(jī)納米材料、反應(yīng)相容劑、抗氧劑、潤滑劑及玻璃纖維進(jìn)行反應(yīng)共混，而得到具有高性能的增韌增強(qiáng)PBT納米復(fù)合材料的新方法。本發(fā)明屬于聚合物加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯是一種熱塑性工程塑料，具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和優(yōu)異的力學(xué)性能等，而被廣泛用于電子、電氣和汽車等領(lǐng)域。由于聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯耐水性差、高溫使用性能較差和強(qiáng)度較低等缺點(diǎn)，往往用玻璃纖維或其他聚合物共混進(jìn)行改性，能夠得到較好的耐熱性和較高的強(qiáng)度。但單純用玻纖改性的熱塑性聚酯則沖擊韌性較差，表面光潔度不好，注塑成制品時(shí)常會(huì)引起玻纖外露，影響制品性能和外觀，為了改善PBT/玻纖復(fù)合材料的表面光潔度，吉繼亮等研制了一種高光澤、快速成型增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(CN00124686.0)。而為了提高PBT的韌性，人們也做了不少工作(如專利CN00816306.5；US4,753,890；EP737,715；EP531,008等)都用了核-殼型共聚物、乙烯共聚物或彈性改性體對(duì)PBT進(jìn)行了改性，制備出了具有較好沖擊韌性的材料，但是可能會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性能下降，對(duì)注塑大型制品或精細(xì)制品不利，且拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和耐熱性等也不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前PBT改性方面現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，使材料的韌性和強(qiáng)度提高的同時(shí)，表面光潔度和耐熱性等性能也得到提高。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用雙螺桿擠出機(jī)將聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、無機(jī)納米材料、反應(yīng)相容劑、抗氧劑、潤滑劑和玻璃纖維進(jìn)行反應(yīng)共混，而得到具有高性能的增韌增強(qiáng)PBT納米復(fù)合材料。在100份聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中，加入1-25份無機(jī)納米材料、0.1-20份反應(yīng)相容劑、0.1-10份抗氧劑、0.1-20份潤滑劑，先在高速攪拌機(jī)上混合均勻，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-7500轉(zhuǎn)/分鐘，然后在普通的雙螺桿擠出機(jī)中與10-60份玻璃纖維一起擠出制成粒料，螺桿溫度為200-320℃，轉(zhuǎn)速為50-600轉(zhuǎn)/分鐘，物料在螺桿中的停留時(shí)間為1-15分鐘，擠出的物料經(jīng)過水冷式冷卻槽冷卻后，經(jīng)切粒機(jī)切粒，得到粒料，在烘箱中80-200℃干燥10-30小時(shí)，即得增韌增強(qiáng)的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料。
本發(fā)明所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯是對(duì)苯二甲酸和丁二醇的縮聚物。
本發(fā)明所述的無機(jī)納米材料為至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)，分散相尺度為1-100納米，是納米蒙脫土、納米二氧化硅、納米三氧化二鋁、納米二氧化鈦、納米硫化鋅、納米碳酸鈣或納米硫化鉬中兩種或兩種以上的復(fù)配物。
本發(fā)明所述的反應(yīng)相容劑是一類可以與聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)且能與無機(jī)納米材料有較好親和力的物質(zhì)，為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、二異氰酸酯(TDI)、對(duì)羥基苯甲酸酯、十八烷基胺、十六烷基胺、4，4’-異丙叉雙(苯酚水楊酸酯)、鄰羥基苯甲酸苯酯、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化苯乙烯共聚物、環(huán)氧化乙烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)、聚酯型聚氨酯、聚乙二醇(PEO)、聚乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物(PE-g-MAH)、馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、聚乙烯丙烯酸接枝物(PE-g-AA)、丙烯酸聚丙烯接枝物(PP-g-AA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物(GMA-g-PE)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物(GMA-g-PP)、馬來酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SBS)、馬來酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-ABS)，或是由它們組成的混合物。
本發(fā)明所述的抗氧劑可以是抗氧劑1010、抗氧劑1098、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑DLTP、雙酚A、抗氧劑BHT或亞磷酸三苯酯，或者是由它們組成的混合物。
本發(fā)明所述的潤滑劑可以是硅酯、硅油、硅酮、有機(jī)硅烷、高分子有機(jī)硅烷、乙撐雙脂肪酸胺、乙撐雙脂肪酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、液體石蠟、白蠟油、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鋇，或是由它們組成的混合物。
本發(fā)明所述的玻璃纖維是長(zhǎng)玻璃纖維或短玻璃纖維。
本發(fā)明所制得的PBT納米復(fù)合材料，不僅提高了原有PBT韌性和強(qiáng)度，而且表面光潔度和耐熱性等方面也得到了明顯提高，有著廣闊的應(yīng)用及工業(yè)化前景。
具體實(shí)施例方式下面實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例配方見表1，在100份聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中，表1所列配方量的無機(jī)納米材料、反應(yīng)相容劑、抗氧劑和潤滑劑，先在高速攪拌機(jī)上混合均勻，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，然后在普通的雙螺桿擠出機(jī)中與表1所列配方量的長(zhǎng)玻璃纖維一起擠出制成粒料，螺桿溫度為加料段210℃、壓縮段230℃、均化段250℃和口模溫度240℃，轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分鐘，物料在螺桿中的停留時(shí)間為2分鐘，擠出的物料經(jīng)過水冷式冷卻槽冷卻后，經(jīng)切粒機(jī)切粒，得到粒料，在烘箱中120℃干燥24小時(shí)，即得增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料。材料的性能見表2所列。
從實(shí)施例的結(jié)果可以看出，本發(fā)明得到的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料具有很好的綜合性能，耐熱性、韌性、強(qiáng)度等遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純PBT，有著廣闊的應(yīng)用及工業(yè)化前景。
表1實(shí)施例配方


表2實(shí)施例復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于在100份聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中，加入1-25份無機(jī)納米材料、0.1-20份反應(yīng)相容劑、0.1-10份抗氧劑、0.1-20份潤滑劑，先在高速攪拌機(jī)上混合均勻，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-7500轉(zhuǎn)/分鐘，然后在普通的雙螺桿擠出機(jī)中與10-60份玻璃纖維一起擠出制成粒料，螺桿溫度為200-320℃，轉(zhuǎn)速為50-600轉(zhuǎn)/分鐘，物料在螺桿中的停留時(shí)間為1-15分鐘，擠出的物料經(jīng)冷卻后，切粒得到粒料，在烘箱中80-200℃干燥10-30小時(shí)，得到增韌增強(qiáng)的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1的增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯是對(duì)苯二甲酸和丁二醇的縮聚物。
3.如權(quán)利要求1的增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于所述的無機(jī)納米材料是至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)，分散相尺度為1-100納米，是納米蒙脫土、納米二氧化硅、納米三氧化二鋁、納米二氧化鈦、納米硫化鋅、納米碳酸鈣或納米硫化鉬中兩種或兩種以上的復(fù)配物。
4.如權(quán)利要求1的增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)相容劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、二異氰酸酯、對(duì)羥基苯甲酸酯、十八烷基胺、十六烷基胺、4，4’-異丙叉雙、鄰羥基苯甲酸苯酯、環(huán)氧樹脂、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚酯型聚氨酯、聚乙二醇、聚乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物、馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝物、丙烯酸聚丙烯接枝物、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物、馬來酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或馬來酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，或是由它們組成的混合物。
5.如權(quán)利要求1的增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于所述的抗氧劑是抗氧劑1010、抗氧劑1098、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑DLTP、雙酚A、抗氧劑BHT或亞磷酸三苯酯，或者是由它們組成的混合物。
6.如權(quán)利要求1的增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，其特征在于所述的潤滑劑是硅酯、硅油、硅酮、有機(jī)硅烷、高分子有機(jī)硅烷、乙撐雙脂肪酸胺、乙撐雙脂肪酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、液體石蠟、白蠟油、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鋇，或是由它們組成的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料制備方法，在普通的雙螺桿擠出機(jī)中，加入在高速攪拌機(jī)上混合均勻的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、無機(jī)納米材料、反應(yīng)相容劑、抗氧劑、潤滑劑的混合物，在一定溫度和轉(zhuǎn)速下與玻璃纖維進(jìn)行反應(yīng)性共混，擠出造粒，得到增韌增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯納米復(fù)合材料。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，得到的納米復(fù)合材料具有耐熱性、高強(qiáng)度、高韌性和表面光潔度好等優(yōu)良的綜合性能，有著廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L67/03GK1537891SQ20031010810
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者戚嶸嶸, 聶景輝, 茅大聯(lián), 陳建新, 周持興 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 南通星辰合成材料有限公司