一種改性pbt聚酯及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PBT技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性PBT聚酯及其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，屬于聚酯系列，又稱為熱塑性聚酯塑料，PBT纖維是由高純度對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉柞ヅc1，4-丁二醇酯化后縮聚的線性聚合物，經(jīng)熔體紡絲制得的纖維，屬于聚酯纖維的一種。PBT具有優(yōu)異的綜合性能，如結(jié)晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系數(shù)低、熱變形溫度高、電氣性質(zhì)佳、力學(xué)性能優(yōu)良、耐疲勞性、可以超聲波焊接等。主要缺點(diǎn)是缺口沖擊強(qiáng)度低、成型收縮率大、耐水解性差、易受鹵化烴侵蝕，經(jīng)玻纖增強(qiáng)后，因制品縱、橫向收縮率不一致易使制品發(fā)生翹曲。PBT憑借其優(yōu)良的綜合性能在電子電器、汽車工業(yè)、機(jī)械、儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并成為繼聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。然而，未增韌PBT樹脂的缺口敏感性成為限制其進(jìn)一步推廣應(yīng)用的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性PBT聚酯，該材料的韌性強(qiáng)，強(qiáng)度、剛性和耐熱性好。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種改性PBT聚酯，按重量份計(jì)，包括如下組分:PBT樹脂40?70份，例如40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份；玻璃纖維20?40份，例如20份、25份、30份、35份、40份；彈性體10?20份，例如10份、12份、14份、16份、18份、20份;納米級(jí)無機(jī)剛性粒子10?20份，例如10份、12份、14份、16份、18份、20份；分散劑0.1?I份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.8份、I份；偶聯(lián)劑0.5?I份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、I份；抗氧劑0.5?I份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、I份。
[0006]彈性體具有顯著增韌特性，彈性體增韌雖使材料的韌性大幅度提高，但同時(shí)使材料的強(qiáng)度、剛度、耐熱性及加工性能大幅度下降。而無機(jī)剛性粒子在進(jìn)一步提高材料韌性的同時(shí)，可以保持材料的強(qiáng)度，提高材料的剛性和耐熱性。
[0007]本發(fā)明的所述彈性體為馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠共聚物、馬來酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體中的一種或至少兩種。
[0008]剛性粒子增韌技術(shù)是制備兼具高剛性和高韌性的聚合物復(fù)合體系的有效手段，不僅具有重要的理論研究?jī)r(jià)值，而且具有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。剛性粒子增韌聚合物的實(shí)現(xiàn)來源于兩方面的貢獻(xiàn)，其一是剛性粒子的引入所導(dǎo)致的局部應(yīng)力狀態(tài)的改變。通過脫粘、空化、三維應(yīng)力約束的解除為基體的剪切屈服提供應(yīng)力條件。其二是剛性粒子對(duì)基體的結(jié)晶行為產(chǎn)生影響，使晶粒尺寸變小，完善程度降低，甚至在界面附近形成擇優(yōu)取向的滑移阻力較小的結(jié)晶層，從而促進(jìn)基體發(fā)生屈服變形。
[0009]優(yōu)選地，本發(fā)明采用的剛性粒子為納米級(jí)無機(jī)剛性粒子。所述納米級(jí)無機(jī)剛性粒子的平均粒徑為 10 ?50nm，例如 10nm、20nm、30nm、40nm、50nm。
[0010]納米級(jí)無機(jī)剛性粒子為納米級(jí)SiC、Si3N4和CaCO 3中的一種或至少兩種。
[0011]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或至少兩種。
[0012]所述分散劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAF、TAS-2A、EBS中的一種或至少兩種。
[0013]所述抗氧劑為受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物。
[0014]本發(fā)明的目的之二在于提供一種改性PBT聚酯的加工工藝，包括如下步驟:
[0015](I)將PBT樹脂在110?150°C下干燥I?3h ;
[0016](2)按重量份計(jì)，稱取干燥后的PBT樹脂40?70份、玻璃纖維20?40份、彈性體10?20份、納米級(jí)無機(jī)剛性粒子10?20份、分散劑0.1?I份、偶聯(lián)劑0.5?I份、抗氧劑0.5?I份，加入高速混合機(jī)中混合0.5?Ih制備得到混合物；
[0017](3)將步驟(2)制備得到的混合物置入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制備得到改性PBT聚酯。
[0018]所述步驟(3)中的擠出造粒過程的具體條件為，控制螺桿轉(zhuǎn)速為120?200轉(zhuǎn)/分鐘，控制機(jī)筒溫度為170°C?230 °C。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:由于玻璃纖維可以提高PBT的缺口沖擊強(qiáng)度、耐水解性，彈性體具有顯著增韌特性，而納米級(jí)無機(jī)剛性粒子在進(jìn)一步提高韌性的同時(shí)提高材料的強(qiáng)度、剛性和耐熱性等，納米級(jí)無機(jī)剛性粒子與彈性體和玻璃纖維三者一起具有增韌的協(xié)同作用，能使PBT的缺口沖擊強(qiáng)度、剛度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性提高顯著。另夕卜，三者共同使用，其韌性提高幅度大于單獨(dú)使用相同量的彈性體的韌性，從而大大降低了彈性體的用量，降低了成本，而且本發(fā)明提供的加工工藝容易操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021]如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可市售購得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。
[0022]實(shí)施例1
[0023]—種改性PBT聚酯，按重量份計(jì)包括如下組分:PBT樹脂60份、玻璃纖維40份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、平均粒徑為20nm的SiC15份、聚乙烯蠟0.6份、硅烷偶聯(lián)劑0.8份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.6份。
[0024]制備方法:將PBT樹脂在130 °C下干燥Ih ;按重量份計(jì)，稱取干燥后的PBT樹脂60份、玻璃纖維40份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、平均粒徑為20nm的SiC15份、聚乙烯蠟0.6份、硅烷偶聯(lián)劑0.8份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.6份，加入高速混合機(jī)中混合Ih制備得到混合物；將制備得到的混合物置入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分鐘，控制機(jī)筒溫度為200°C，制備得到改性PBT聚酯。
[0025]實(shí)施例2
[0026]—種改性PBT聚酯，按重量份計(jì)包括如下組分:PBT樹脂50份、玻璃纖維30份、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠共聚物15份、平均粒徑為40nm的Si3N41份、聚乙烯蠟I份、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.8份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.5份。
[0027]制備方法:將PBT樹脂在120 °C下干燥Ih ;按重量份計(jì)，稱取干燥后的PBT樹脂50份、玻璃纖維30份、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠共聚物15份、平均粒徑為40nm的Si3N41份、聚乙烯蠟I份、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.8份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.5份，加入高速混合機(jī)中混合Ih制備得到混合物；將制備得到的混合物置入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，控制機(jī)筒溫度為210°C，制備得到改性PBT聚酯。
[0028]實(shí)施例3
[0029]—種改性PBT聚酯，按重量份計(jì)包括如下組分:PBT樹脂40份、玻璃纖維25份、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體20份、平均粒徑為30nm的CaC0320份、聚乙烯蠟0.8份、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.7份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.9份。
[0030]制備方法:將PBT樹脂在150 °C下干燥Ih ;按重量份計(jì)，稱取干燥后的PBT樹脂40份、玻璃纖維25份、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體20份、平均粒徑為30nm的CaC0320份、聚乙烯蠟0.8份、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.7份、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物0.9份，加入高速混合機(jī)中混合Ih制備得到混合物；將制備得到的混合物置入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿轉(zhuǎn)速為190轉(zhuǎn)/分鐘，控制機(jī)筒溫度為180°C，制備得到改性PBT聚酯。
[0031]申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改性PBT聚酯，其特征在于，按重量份計(jì)，包括如下組分:PBT樹脂40?70份、玻璃纖維20?40份、彈性體10?20份、納米級(jí)無機(jī)剛性粒子10?20份、分散劑0.1?I份、偶聯(lián)劑0.5?I份、抗氧劑0.5?I份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，所述彈性體為馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠共聚物、馬來酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體中的一種或至少兩種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，所述納米級(jí)無機(jī)剛性粒子的平均粒徑為10?50nm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，納米級(jí)無機(jī)剛性粒子為納米級(jí)SiC、Si3N4和CaCO 3中的一種或至少兩種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或至少兩種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，所述分散劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAF、TAS-2A、EBS中的一種或至少兩種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PBT聚酯，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168的復(fù)配物。8.一種如權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的改性PBT聚酯的加工工藝，其特征在于，包括如下步驟: (1)將PBT樹脂在110?150°C下干燥I?3h; (2)按重量份計(jì)，稱取干燥后的PBT樹脂40?70份、玻璃纖維20?40份、彈性體10?20份、納米級(jí)無機(jī)剛性粒子10?20份、分散劑0.1?I份、偶聯(lián)劑0.5?I份、抗氧劑0.5?I份，加入高速混合機(jī)中混合0.5?Ih制備得到混合物； (3)將步驟⑵制備得到的混合物置入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制備得到改性PBT聚酯。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加工工藝，其特征在于，所述步驟(3)中的擠出造粒過程的具體條件為，控制螺桿轉(zhuǎn)速為120?200轉(zhuǎn)/分鐘，控制機(jī)筒溫度為170°C?230°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性PBT聚酯及其加工工藝。本發(fā)明的改性PBT聚酯，按重量份計(jì)，包括如下組分：PBT樹脂40～70份、玻璃纖維20～40份、彈性體10～20份、納米級(jí)無機(jī)剛性粒子10～20份、分散劑0.1～1份、偶聯(lián)劑0.5～1份、抗氧劑0.5～1份。納米級(jí)無機(jī)剛性粒子與彈性體和玻璃纖維三者一起具有增韌的協(xié)同作用，能使PBT的缺口沖擊強(qiáng)度、剛度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性提高顯著。另外，三者共同使用，其韌性提高幅度大于單獨(dú)使用相同量的彈性體的韌性，從而大大降低了彈性體的用量，降低了成本，而且本發(fā)明提供的加工工藝容易操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L51/06, C08L23/06, C08K5/134, C08K5/526, C08L67/02, C08K5/10, C08K7/14, C08K3/26, C08K13/04, C08K3/34, C08K5/54
【公開號(hào)】CN105086387
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510556430
【發(fā)明人】陸國強(qiáng)
【申請(qǐng)人】太倉市宏億化纖有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日