CN102061069A - 专用于大型薄壁制件的玻纤增强pbt组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物及其制备方法，该PBT组合物包含以下重量百分比的原料：60-90%的PBT，0-25%的玻璃纤维，1-5%的相容剂，0-20%的滑石粉，0-20%的微珠，0.1-1%的抗氧剂，0.1-0.5%的润滑剂。本发明以普通PBT为主要原料，采用短玻璃纤维加矿物双重改性PBT的方法，解决了玻纤增强PBT翘曲严重的问题，制得的PBT组合物不仅具有低翘曲，高光泽、高流动性，而且力学性能优异，非常适用于大型薄壁制件。

Description

专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物及其制备方法。 

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称PBT)作为五大工程塑料之一，它以物理机械性能好，电性能好，易成型加工等特点， 被广泛应用到电子电器、汽车、机械设备和精密仪器行业中。随着电子、电气和汽车工业的发展，PBT的发展有着广阔的前景。然而PBT塑料制件的翘曲变形较为突出，尤其是大型的薄壁制件，已经成为PBT市场销售的主要问题。

此外，由于玻纤增强的体系中玻纤的分散不好，就会带来严重的浮纤现象，会造成表面粗糙，无光泽，严重影响制品的外观，会限制制品的应用。因此，研发一种翘曲低，光泽度高的PBT增强材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，该材料具有高光泽、高流动性、低翘曲的特性、力学性能优异，可以专用于大型薄壁制件。 

为达到上述目的，本发明提供了一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，该组合物包含以下重量百分比的原料：

PBT         60-90%；

玻璃纤维     0-25%；

相容剂       1-5%；

滑石粉       0-20%；

微珠         0-20%；

抗氧剂       0.1-1%；

润滑剂       0.1-0.5%。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的PBT为普通级聚对苯二甲酸丁二醇酯，其粘度在0.9-1.1 dl/g，熔点在220-230℃。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的玻璃纤维为无碱短玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理，直径为13um。该无碱短玻纤可以市购。经过这种特殊处理的无碱短玻纤与PBT树脂相容性好，具有良好的分散性和流动性，有利于PBT对玻纤的包覆融合，保证产品尺寸稳定性和机械强度，且对翘曲的影响要远小于长纤。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的相容剂为一种含有环氧基团的接枝共聚物，其全称为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，该相容剂不仅能很好的加强PBT与玻纤、矿物的相容性，而且能够很好的起到增韧效果。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的滑石粉为高目数滑石粉，其目数为5000以上。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的微珠为空心玻璃微珠或陶瓷微珠或者两者的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒度为10-250微米，壁厚为1-2微米；所述陶瓷微珠为2500目以上的超细陶瓷微珠。所述的微珠不仅可以提高材料加工流动性，降低摩擦系数，改善表面光泽，而且可以降低玻纤各向异性的作用，从而降低材料的翘曲。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的抗氧剂选择受阻酚类抗氧剂，该氧化剂与PBT的相容性好，可提高组合物在加工过程的抗氧化性能和使用过程中的抗老化性能。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的抗氧剂选择抗氧剂245。

上述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其中，所述的润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF），或者硅酮粉或者两者的混合物。

本发明还提供了一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物的制备方法，其中，该方法包含：

步骤1，按权利要求1的配方，将原料组分除玻璃纤维以外，按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料；

步骤2，将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出加工，短玻璃纤维从侧喂料口强制加入，螺杆转速设定为180-600转/分，温度设定为220-240℃，熔融挤出后，造粒包装，得到玻纤增强PBT组合物。

从材料的角度解决翘曲问题的方法主要有两种：第一种方法，利用矿物填料的形状对称性减轻玻纤取向造成的各向异性；第二种方法，是添加非晶聚合物共混，降低PBT的结晶度，减少因结晶造成的不均匀收缩，这两种方法都可以有效减轻制品的翘曲。

本发明以普通PBT为主要原料，采用短玻璃纤维加矿物双重改性PBT的方法，结合减轻玻纤取向造成的各向异性及降低PBT的结晶度，以有效地消除制品的翘曲。

本发明提供的玻纤增强的PBT组合物本身性能优异，并且注塑加工性优秀，由于本发明的材料具有优异的流动性和光泽度，因此注塑温度低于一般的增强PBT混合物，并且表面光洁度高，成型收缩率低。

本发明采用独特的短玻纤增强体系，其提供的材料翘曲度要远低于普通长纤增强体系，解决了由于增强PBT翘曲大而无法应用于大型薄壁制件的问题。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于以下实施例中所记载的范围。

    实施例1~4及对比例1 

    PBT采用牌号为南通星辰的1100A，为普通级，粘度为1.05 dl/g。

表1：原料配比(重量百分数%) 

原料名称	比较例1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						PBT 1100A	86.6	86.6	86.6	86.6	86.6
长玻纤	10	0	0	0	0
						短玻纤	0	10	5	0	0

相容剂	3	3	3	3	3
						滑石粉	0	0	0	10	0
玻璃微珠	0	0	5	0	10
						抗氧剂245	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
TAF/MB-4	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2

首先，将除玻纤以外的上述组分按表1的比例放入高混机中混合5分钟，出料；然后，将上述混合好的原料加入到双螺杆挤出机中加工，玻纤从侧喂料口强制加入，螺杆转数在180-600转/分，加工温度在220-240℃，熔融挤出后，造粒包装，得到玻纤增强PBT组合物。

对实施例1~4及比较例1所制得的PBT组合物产品的性能，采用ISO标准进行测试，测试数据如表2所示：

表2：测试性能

项目	比较例1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						拉伸强度Mpa	75.5	79.4	60.6	53.5	53.9
弯曲强度Mpa	110.5	119.6	90.2	85.8	82.5
						弯曲模量 Mpa	4050.1	4154.8	3104.1	3164.9	2837.5
无缺口冲击强度	20.0	22.3	23.5	25.5	32.8
						冲击强度KJ/M2	3.4	5.2	5.5	4.4	3.9
翘曲状况（4mm）	翘曲严重变形	翘曲度下降	很好，几乎无翘曲	很好	很好
						样条表面状况	表面粗糙，有浮纤	表面明显改善，但光泽度低	表面光泽度高，光滑，无浮纤出现	表面光滑	表面光泽度高

本发明采用通用的塑料加工设备---双螺杆挤出机，采用适宜的工艺条件，制备适用于大型薄壁制件的材料。由上述测试结果可知，通过短玻纤及矿物质双重改性的PBT组合物，机械性能良好，几乎无翘曲，而且表面光泽度高，光滑，无浮纤出现。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，该组合物包含以下重量百分比的原料：

PBT         60-90%；

玻璃纤维     0-25%；

相容剂       1-5%；

滑石粉       0-20%；

微珠         0-20%；

抗氧剂       0.1-1%；

润滑剂       0.1-0.5%。

2.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的PBT为普通级聚对苯二甲酸丁二醇酯，其粘度在0.9-1.1 dl/g，熔点在220-230℃。

3.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱短玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理，具有与PBT良好的相容性。

4.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。

5.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的滑石粉为高目数滑石粉，其目数为5000以上。

6.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的微珠为空心玻璃微珠或陶瓷微珠或者两者的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒度为10-250微米，壁厚为1-2微米；所述陶瓷微珠为2500目以上的超细陶瓷微珠。

7.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选择受阻酚类抗氧剂，该氧化剂与PBT的相容性好。

8.如权利要求7所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选择抗氧剂245。

9.如权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物，其特征在于，所述的润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺，或者硅酮粉或者两者的混合物。

10.根据权利要求1所述的专用于大型薄壁制件的玻纤增强PBT组合物的制备方法，其特征在于，该方法包含：

步骤1，按权利要求1的配方，将原料组分除玻璃纤维以外，按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料；

步骤2，将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出加工，短玻璃纤维从侧喂料口强制加入，螺杆转速设定为180-600转/分，温度设定为220-240℃，熔融挤出后，造粒包装，得到玻纤增强PBT组合物。