CN102532823A - 一种综合性能优异的抗静电pbt材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合性能优异的抗静电PBT材料，包括以下组分及重量份数：PBT树脂40-70，玻璃纤维20-40，碳纳米管1-7，抗氧剂0.1-0.5，润滑剂0.1-0.5，增韧剂1-5。本发明选用碳纳米管作为PBT的导电填料，一方面赋予了材料较优良的抗静电性能，另一方面也有助于材料力学性能的提高；采用玻璃纤维增强PBT材料，克服了PBT的缺口敏感性；在提高材料机械性能的同时获得较好的抗静电性能，适合市场的多样化需求。并且加工工艺简单，产品质量稳定，综合性能优良，具有良好的市场前景。

Description

一种综合性能优异的抗静电PBT材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种工程塑料PBT，尤其涉及一种综合性能优异的抗静电PBT材料及其制备方法。

背景技术

PBT树脂是一种综合性能优良的新型工程塑料，它具有优异的机械、电气、耐化学腐蚀、易成型及低吸湿性等性能，但它也存在热变形温度低、缺口冲击敏感性大、高温下尺寸稳定性差、容易燃烧等缺陷，因而限制了它的应用范围。为此，国内外对PBT树脂进行了改性研究开发，并已取得了良好的效果。改性PBT被广泛应用于汽车工业、机械设备外壳、电子电气和仪器仪表零部件。但是PBT属于绝缘体，抗静电性能较差，很容易积累静电荷，给生产和生活带来不便，限制了其应用。

目前通常采用加入碳黑、碳纤维、金属粉等导电填料的方式来改善PBT材料的抗静电性能，但是要得到理想的抗静电性能需要较大的填充量，从而导致了复合物成型加工性能和力学性能变差。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种综合性能优异的抗静电PBT材料及其制备方法，以满足各种设备外壳及零部件的成型加工性能、力学性能及抗静电功能，保证产品的表面清洁度。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种综合性能优异的抗静电PBT材料，包括以下组分及重量份数：

PBT树脂        40-70，

玻璃纤维        20-40，

碳纳米管        1-7，

抗氧剂          0.1-0.5，

润滑剂          0.1-0.5，

增韧剂          1-5。

所述PBT树脂选自PBT、PBT/PET混合物、PBT/PET/ASA混合物、PBT/聚烯烃混合物、PBT/ABS混合物、PBT/PPO/弹性体混合物中的一种或几种。

所述玻璃纤维为单丝直径为10um的连续无碱玻璃纤维。

所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配。

所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。

所述增韧剂为环氧树脂类。

一种综合性能优异的抗静电PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照以下组分和重量份准备原料：PBT树脂40-70，玻璃纤维20-40，碳纳米管1-7，抗氧剂0.1-0.5，润滑剂0.1-0.5，增韧剂1-5；

（2）将5-50 wt%的PBT树脂、5-50 wt%的抗氧剂、5-50 wt%的润滑剂、5-50 wt%的增韧剂称量后混合均匀，于挤出机主喂料口进料，碳纳米管走侧喂料口进料，制得抗静电PBT母粒，待用；

（3）将抗静电PBT母粒与余下的PBT树脂、抗氧剂、润滑剂和增韧剂加入高混机中混合5-8分钟；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维走挤出机玻纤加料口加入，经过挤出机挤出、牵引、造粒，得到抗静电PBT材料；其中螺杆转速为180转/分，挤出温度为180-240℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种综合性能优异的抗静电PBT材料及其制备方法，选用碳纳米管作为PBT的导电填料，碳纳米管一方面赋予了材料较优良的抗静电性能，另一方面也有助于材料力学性能的提高；并采用玻璃纤维增强PBT材料，克服了PBT的缺口敏感性；在提高材料机械性能的同时获得较好的抗静电性能，满足各种设备外壳及零部件的抗静电功能，保证产品的表面清洁度，适合市场的多样化需求。并且加工工艺简单，产品质量稳定，综合性能优良，具有良好的市场前景。

具体实施方式

下面结合各实施例详细描述本发明。

首先制备碳纳米管含量为20%的抗静电PBT母粒，再经共混制成碳纳米管含量分别为1%、2%、3%、4%、5%的抗静电PBT材料。

首先制备抗静电PBT母粒：

将760g PBT树脂、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀后于主喂料口进料，200g碳纳米管于挤出机侧喂料口进料，在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后得抗静电PBT母粒，待用。

实施例1

将440g PBT树脂、50g抗静电PBT母粒、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀，玻璃纤维加入量控制在37 wt%，于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度245℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。

实施例2

将390g PBT树脂、100g抗静电PBT母粒、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀，玻璃纤维加入量控制在37 wt%，于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度245℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。

实施例3

将340g PBT树脂、150g抗静电PBT母粒、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀，玻璃纤维加入量控制在37 wt%，于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度245℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。

实施例4

将290g PBT树脂、200g抗静电PBT母粒、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀，玻璃纤维加入量控制在37 wt%，于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度245℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。

实施例5

将240g PBT树脂、250g 抗静电PBT母粒、5g由受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及30g环氧树脂类增韧剂混合均匀，玻璃纤维加入量控制在37 wt%，于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度180-240℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度245℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。

表1

性能指标	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						弯曲强度 MPa	205	212	202	189	177
冲击强度缺口 KJ/m2	9.6	11	9.3	7.5	6.8
						拉伸强度 MPa	127	130	127	115	103
表面电阻率 Ω	10(10)	10(9)	10(8)	10(6)	10(6)

实施例6

一种综合性能优异的抗静电PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照以下组分和重量份准备原料：PBT树脂40，单丝直径为10um的连续无碱玻璃纤维40，多壁碳纳米管1，受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：2复配的抗氧剂0.1，润滑剂硬脂酸锌0.1，环氧树脂类增韧剂1；其中PBT树脂为PBT/PET混合物，质量比为2：1；

（2）将50 wt%的PBT树脂、50 wt%的抗氧剂、50 wt%的润滑剂、50 wt%的增韧剂称量后混合均匀，于挤出机主喂料口进料，碳纳米管走侧喂料口进料，制得抗静电PBT母粒，待用；

（3）将抗静电PBT母粒与余下的PBT树脂、抗氧剂、润滑剂和增韧剂加入高混机中混合5分钟；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维走挤出机玻纤加料口加入，经过挤出机挤出、牵引、造粒，得到抗静电PBT材料；其中螺杆转速为180转/分，挤出温度为180-240℃。

实施例7

一种综合性能优异的抗静电PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照以下组分和重量份准备原料：PBT树脂70，单丝直径为10um的连续无碱玻璃纤维20，多壁碳纳米管7，受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：1复配的抗氧剂0.5，润滑剂硬脂酸钡0.5，环氧树脂类增韧剂5；其中PBT树脂为PBT/PET /ASA混合物，质量比为1：1：1；

（2）将5 wt%的PBT树脂、5 wt%的抗氧剂、5 wt%的润滑剂、5 wt%的增韧剂称量后混合均匀，于挤出机主喂料口进料，碳纳米管走侧喂料口进料，制得抗静电PBT母粒，待用；

（3）将抗静电PBT母粒与余下的PBT树脂、抗氧剂、润滑剂和增韧剂加入高混机中混合8分钟；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维走挤出机玻纤加料口加入，经过挤出机挤出、牵引、造粒，得到抗静电PBT材料；其中螺杆转速为180转/分，挤出温度为180-240℃。

实施例8

一种综合性能优异的抗静电PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照以下组分和重量份准备原料：PBT树脂60，单丝直径为10um的连续无碱玻璃纤维30，多壁碳纳米管6，受阻酚类和亚磷酸酯类按质量比1：2复配的抗氧剂0.3，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.4，环氧树脂类增韧剂2；其中PBT树脂为PBT/ABS混合物，质量比为3：2；

（2）将30 wt%的PBT树脂、20 wt%的抗氧剂、40 wt%的润滑剂、10 wt%的增韧剂称量后混合均匀，于挤出机主喂料口进料，碳纳米管走侧喂料口进料，制得抗静电PBT母粒，待用；

（3）将抗静电PBT母粒与余下的PBT树脂、抗氧剂、润滑剂和增韧剂加入高混机中混合6分钟；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维走挤出机玻纤加料口加入，经过挤出机挤出、牵引、造粒，得到抗静电PBT材料；其中螺杆转速为180转/分，挤出温度为180-240℃。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，包括以下组分及重量份数：

PBT树脂        40-70，

玻璃纤维        20-40，

碳纳米管        1-7，

抗氧剂          0.1-0.5，

润滑剂          0.1-0.5，

增韧剂          1-5。

2.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述PBT树脂选自PBT、PBT/PET混合物、PBT/PET/ASA混合物、PBT/聚烯烃混合物、PBT/ABS混合物、PBT/PPO/弹性体混合物中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述玻璃纤维为单丝直径为10um的连续无碱玻璃纤维。

4.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

5.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配。

6.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的一种综合性能优异的抗静电PBT材料，其特征在于，所述增韧剂为环氧树脂类。

8.一种如权利要求1所述的综合性能优异的抗静电PBT材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照以下组分和重量份准备原料：PBT树脂40-70，玻璃纤维20-40，碳纳米管1-7，抗氧剂0.1-0.5，润滑剂0.1-0.5，增韧剂1-5；

（2）将5-50 wt%的PBT树脂、5-50 wt%的抗氧剂、5-50 wt%的润滑剂、5-50 wt%的增韧剂称量后混合均匀，于挤出机主喂料口进料，碳纳米管走侧喂料口进料，制得抗静电PBT母粒，待用；

（3）将抗静电PBT母粒与余下的PBT树脂、抗氧剂、润滑剂和增韧剂加入高混机中混合5-8分钟；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维走挤出机玻纤加料口加入，经过挤出机挤出、牵引、造粒，得到抗静电PBT材料；其中螺杆转速为180转/分，挤出温度为180-240℃。