CN101469107B - 一种良好表面、高流动玻纤增强pbt/abs复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料及其制备方法，按重量比包括以下组分：PBT树脂10～65％，ABS树脂10～65％，相容剂1～10％，玻璃纤维10～40％，润滑剂1～5％，其他助剂0.5～4％。该方法具体步骤如下：称取除玻璃纤维外的各种材料，在混料机混合3-5分钟，将混匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃，主机转速是20～50Hz，然后用塑料注塑机制样。该复合材料表面光泽好，性能好，易加工。

Description

一种良好表面、高流动玻纤增强PBT/ABS复合材料
技术领域
本发明涉及一种PBT/ABS复合材料，具体为一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。
背景技术
PBT树脂是一种结晶聚合物，具有优异的机械性能、电性能、以及其他的物理化学性能，尤其是流动性好，易于加工，被广泛地应用于汽车、电子电器行业。但是，对于一些制品尺寸稳定性很高、表面要求严格的产品而言，需要加入ABS树脂和玻璃纤维来调节。
众所周知，ABS有很好的弹性，是一种非结晶聚合物，要使这两种不同结晶态的聚合物很好的相容，一般都是加入一定量的相容剂，如Katsumata等在USP.589194 3中聚烯烃上接枝聚合物(PMMA，AN/S，PS等)表面光洁，性能很好；Orikasa等在USP.4983663中用丁烯-甲基丙烯酸甘油酯接枝在丙烯腈与苯乙烯共聚物上作为相容剂，冲击能达到64KJ/m2，热变形温度在160℃以上。
上述这些关于玻璃纤维增强PBT/ABS专利所提供的技术从不同的角度解决了相容性或是表面平整性问题。但没有同时解决这两方面的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料及其制备方法。
其发明目的可以通过以下技术方案得以实现。
一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，包括以下组分(重量比)：
ABS树脂    10～65％
PBT树脂    10～65％
相容剂     1～10％
玻璃纤维   10～40％
润滑剂     1～5％
其他助剂   0.5～4％
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中PBT树脂的相对粘度为0.5～1.2。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中ABS树脂为苯乙烯-丁二烯-丙烯睛共聚物，其中丁二烯的含量为30～60％。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中相容剂为核壳聚合物。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维或高强玻璃纤维，其纤维直径为5～24μm。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中润滑剂是乙撑双硬脂酰胺。
本发明通过添加润滑剂改善树脂的流动特性，抑制玻璃纤维在制件表面外露，改善加工性能，同时添加极性核壳聚合物作为相容剂，提高PBT和ABS树脂之间的相容性，达到提高复合材料性能的目的。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中的其他助剂是硅烷偶联剂、抗氧剂、颜色助剂或阻燃剂，所述的硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和g-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的抗氧剂是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯。
制备良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料的具体步骤如下：按上述组份配比称取各种材料(玻璃纤维除外)，在混料机混合均匀，混合时间一般为3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机(玻璃纤维从第一个排气口加入)，温度分别是(自喂料口至挤出模头)：160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃。主机转速是20～50赫兹。然后用塑料注塑机制得各种所需产品。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，表面光泽好，性能好，易加工。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，在不违反本发明的宗旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
实施例和对比例所用原材料如下：
PBT树脂，PBT-4500，三房巷公司；
ABS树脂，ABS-GP22，BASF公司；
核壳聚合物，E-920，ARKEMA公司；
马来酸酐接枝ABS，MAH-ABS，宁波能之光材料公司
玻璃纤维，ER13-2000-988，桐乡巨石集团；
润滑剂，乙撑双硬脂酰胺(EBS)，上海宁成
硅烷偶联剂，KH-550，南京曙光化工有限公司；
抗氧剂，168和1010，瑞士汽巴精化公司。
按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外)，在高速混合器中干混3～5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。将得到的切片粒子在105℃的鼓风烘箱中干燥4小时后，用宁波海天HT1150B注射成型机制样。
材料的力学性能测试按照ISO标准测试：测试拉伸强度的样条是170*10*4mm，按ISO527进行，速度为50mm/min；测试弯曲模量的样条是80*10*4mm，按ISO 178进行，速度为2mm/min；测试缺口冲击强度的样条是80*10*4mm，按ISO 179进行，V型缺口，摆锤为4J；测试热变形温度的样条是120*10*4mm，按ISO 75进行，负荷为1.82MPa，升温速度为120℃/h；用来观察表面的样条是150*100*3mm，分为“粗糙、一般、光滑”三个等级；流动性的测试按照ISO 1133标准，用粒子，在265℃，5公斤负荷测定材料的熔体流动指数。
实施例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表1实施例1-4配方及材料性能表
    1     2     3     4
  PBT-4500(％)     40     35     30     25
  ABS-GP22(％)     41     36     31     26
  E-920(％)     5     5     5     5
  玻璃纤维(％)     10     20     30     40
  EBS(％)     3     3     3     3
  KH-550(％)     0.5     0.5     0.5     0.5
  168     0.3     0.3     0.3     0.3
  1010     0.2     0.2     0.2     0.2
  拉伸强度(MPa)     72     91     101     132
  弯曲模量(MPa)     4230     5340     7250     8620
  缺口冲击强度(kJ/m^2)     5.6     6.8     7.2     7.5
  热变形温度(℃)     106     122     139     156
  表面     光滑     光滑     光滑     一般
熔体流动指数(g/10min)     68     65     55     49
实施例5～7
复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表2实施例5-7配方及材料性能表
    5     6     7
    PBT-4500(％)     37     34     33
    ABS-GP22(％)     37     34     33
    E-920(％)     2     8     10
    玻璃纤维(％)     20     20     20
    EBS(％)     3     3     3
    KH-550(％)     0.5     0.5     0.5
    168(％)     0.3     0.3     0.3
    1010(％)     0.2     0.2     0.2
    拉伸强度(MPa)     96     87     83
    弯曲模量(MPa)     5780     5140     5010
    缺口冲击强度(kJ/m^2)     6.3     7.9     10.4
    热变形温度(℃)     126     115     107
    表面     光滑     光滑     光滑
    熔体流动指数(g/10min)     66     63     59
实施例8～11
复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表3实施例8-11配方及材料性能表
    8     9     10     11
 PBT-4500(％)     36.5     36     35     34.5
 PC-110(％)     36.5     36     35     34.5
 E-920(％)     5     5     5     5
 玻璃纤维(％)     20     20     20     20
 EBS(％)     1     2     4     5
 KH-550(％)     0.5     0.5     0.5     0.5
 168(％)     0.3     0.3     0.3     0.3
 1010(％)     0.2     0.2     0.2     0.2
 拉伸强度(MPa)     90.6     91.8     92.4     92.7
 弯曲模量(MPa)     5360     5350     5410     5390
 缺口冲击强度(kJ/m^2)     6.9     6.9     7.0     7.4
 热变形温度(℃)     124     122.9     125     121
 表面     光滑     光滑     光滑     光滑
 熔体流动指数(g/10min)     57     61     66     69
实施例12～15
复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表4实施例8-11配方及材料性能表
    12     13     14     15
    PBT-4500(％)     61     11     51     11
    ABS(％)     10     60     10     50
    E-920(％)     5     5     5     5
    玻璃纤维(％)     20     20     30     30
    EBS(％)     3     3     3     3
    KH-550(％)     0.5     0.5     0.5     0.5
    168(％)     0.3     0.3     0.3     0.3
    1010(％)     0.2     0.2     0.2     0.2
    拉伸强度(MPa)     106     87     119     93
    弯曲模量(MPa)     6170     5140     7560     6230
    缺口冲击强度(kJ/m^2)     6.2     7.6     6.4     9.8
    热变形温度(℃)     135     118.5     167     112
    表面     光滑     光滑     一般     光滑
    熔体流动指数(g/10min)     71     62     67     56
对比例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表5所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表5对比例1-4配方及材料性能表
    1     2     3     4
    PBT-4500(％)     60     40     20     31
    ABS(％)     19     39     59     30
    MAH-ABS(％)     5
    玻璃纤维(％)     20     20     20     20
    EBS(％)     3
    KH-550(％)     0.5     0.5     0.5     0.5
    168(％)     0.3     0.3     0.3     0.3
    1010(％)     0.2     0.2     0.2     0.2
    拉伸强度(MPa)     62     69     63     81
    弯曲模量(MPa)     5080     4600     4320     4660
    缺口冲击强度(kJ/m^2)     4.5     4.9     5.5     5.9
    热变形温度(℃)     113     111     92.6     106
    表面     粗糙     粗糙     粗糙     一般
    熔体流动指数(g/10min)     41     38     32     51
从上述数据可以看出：通过添加润滑剂改善树脂的流动特性，抑制玻璃纤维在制件表面外露，改善加工性能，同时添加极性核壳聚合物作为相容剂，提高PBT和ABS树脂之间的相容性，达到提高复合材料性能的目的。

Claims (8)

1.一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，按重量百分数该复合材料由 以下组分组成：
Figure FDA0000129492400000011
。
2.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的PBT树脂特征粘数为0.5～1.2。
3.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中丁二烯的含量为30～60％。
4.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂是核壳聚合物。
5.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种或几种，其纤维直径为5～24μm。
6.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的其他助剂是硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂或颜色助剂。
8.一种制备权利要求1所述良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料的方法，具体步骤如下：
按权利要求1所述组份配比称取除玻璃纤维外的各种材料，在混料 机混合3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃，主机转速是20～50赫兹，用塑料注塑机制取。 
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