CN103013068A - 具耐冷媒析出特性的玻纤增强pbt树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物及其制备方法，其由以下各组分组成：49.0~93.5wt.%聚对苯二甲酸丁二醇酯、0~40 wt.%玻璃纤维、0~1.0 wt.%多官能环氧基团扩链剂、0~1.0 wt.%镁铝水滑石吸酸剂含1~3个环氧基团的封端剂、0.2~0.5 wt.%氨基硅烷类偶联剂、0~8.0 wt.%增韧剂、0.2~0.5 wt.%成核剂和0.3~0.5wt.%抗氧剂，其中多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂中至少两种的含量不同时为零；本发明得到一种同时具有良好力学性能和耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，该树脂组合物能有效克服当前通用冷媒材料中小分子物质析出的问题，可满足当前制冷压缩机行业中对耐冷媒材料的要求。

Description

具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻纤增强PBT树脂组合物，尤其涉及一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物及其制备方法，适用于制冷行业零部件的材料。

背景技术

冰箱压缩机做为冰箱的主要部件，其通过冷媒材料的压缩、膨胀等循环过程，将室内的热量带到室外来达到降低室内温度的目的，因此要求具有长期稳定、低噪音等性能。而通常冷媒材料在压缩和膨胀的流动过程中均会产生比较大的噪音，因此在冰箱压缩机内部专门有一款部件——消音器来降低冷媒材料所产生的噪音，当前消音器大部分是玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PBT）树脂组合物通过注塑的方法制造。由于消音器会接触到冷媒，因此制造消音器的材料需要具有耐冷媒析出的功能。而目前对于耐冷媒的PBT材料研究很少，而对于耐冷媒的漆包线研究较多。如专利CN102604384A《一种耐冷媒的高低压电机通用无溶剂浸渍树脂及其制备方法》提到，采用不饱和聚酯亚胺溶液和聚噁唑烷酮树脂溶液，以及固化剂和稀释剂，制备出具有较好的耐冷媒功能的绝缘漆。为解决冰箱压缩机消音器材料的耐冷媒性能，急需一种既具有良好力学性能又具耐冷媒析出特性的聚合物材料。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物及其制备方法，通过该方法制备所得的玻纤增强PBT树脂组合物，具有较好的力学性能和耐冷媒析出特性，在低温下无析出，能够满足冰箱压缩机等行业对于材料的要求。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，由以下按总重量百分比计的各组分组成：

其中多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂中至少两种的含量不同时为零；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘数为0.8~1.2ml/g。

其进一步的技术方案为：

所述增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐；所述抗氧剂为季戊四醇酯类抗氧剂。

所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，该无碱玻璃纤维的直径为10~25μm。

本发明更进一步的技术方案为：

所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为PBT-L2100，所述玻璃纤维为短切纱ECS-303W，所述多官能环氧基团扩链剂为ADR-4370，所述含1~3个环氧基团的封端剂为SAG-005，所述成核剂为NAV101，所述氨基硅烷类偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述季戊四醇酯类抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本发明还提供了一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取49.0~93.5wt.%的聚对苯二甲酸丁二醇酯、0~1.0 wt.%含多官能环氧基团的扩链剂、0~1.0 wt.%镁铝水滑石吸酸剂、0~1.0 wt.%含1~3个环氧基团的封端剂、0.2~0.5 wt.%氨基硅烷类偶联剂、0~8.0 wt.%增韧剂、0.2~0.5 wt.%成核剂和0.3~0.5 wt.%抗氧剂，将上述组分混合均匀后得到预混合料；

（2）将（1）中所得预混合料从双螺杆挤出机一区主进料口进料，并从该双螺杆挤出机六区侧进料口喂入0~40.0wt.%的玻璃纤维，该双螺杆挤出机的主机转速为300~400 r/min，通过该双螺杆挤出机挤出成型得预成品；所述双螺杆挤出机的加工区域共分九区，其加工温度分别为：一区温度210~220℃，二区温度220~230℃，三区温度230~240℃，四区温度230~240℃，五区温度230~240℃，六区温度230~240℃，七区温度240~250℃，八区温度240~250℃，九区温度230~240℃；

（3）将（2）中所得预成品冷却干燥后切粒得具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物成品。

本发明的有益技术效果是：本发明所述玻纤增强PBT树脂组合物采用多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂来降低整个树脂组合物体系中存留低分子物质的含量，采用玻璃纤维作为补强成分，并选用氨基硅烷类偶联剂增强玻纤与树脂基体之间的界面结合力，得到一种同时具有良好力学性能和耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，该树脂组合物能有效克服当前通用冷媒材料中小分子物质析出的问题，可满足当前制冷压缩机行业中对耐冷媒材料的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例和对比实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。

本发明所述具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，由以下按总重量百分比计的各组分组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯49.0~93.5，玻璃纤维0~40.0，多官能环氧基团扩链剂0~1.0，镁铝水滑石吸酸剂0~1.0，含1~3个环氧基团的封端剂0~1.0，氨基硅烷类偶联剂0.2~0.5，增韧剂0~8.0，成核剂0.2~0.5和抗氧剂0.3~0.5；其中多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂中至少两种的含量不同时为零；聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘数为0.8~1.2ml/g；增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐；抗氧剂为季戊四醇酯类抗氧剂；玻璃纤维为直径为10~25μm的无碱玻璃纤维。

本发明所选用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）为PBT-L2100，产于中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司工程塑料厂。所用玻璃纤维为短切纱ECS-303W，产于重庆国际树脂组合物有限公司。所用增韧剂为购自美国杜邦公司的乙烯－丙烯酸丁酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（PTW）。所用多官能环氧基团扩链剂为ADR-4370，产于美国巴斯夫公司。镁铝水滑石吸酸剂产于常州市同旺化工有限公司。含1~3个环氧基团的封端剂为SAG-005，产于南通日之声高分子新材料科技有限公司。成核剂为NAV101，产于科奈恩公司。氨基硅烷类偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）。所述季戊四醇酯类抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（Irganox 1010），产于瑞士汽巴精化公司。

称取表1中所述配方量并按照下述步骤制备具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物：

（1）称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、含多官能环氧基团的扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂、含1~3个环氧基团的封端剂、氨基硅烷类偶联剂、成核剂和抗氧剂，将上述组分混合均匀后得到预混合料；

（2）将（1）中所得预混合料从双螺杆挤出机一区主进料口进料，并从该双螺杆挤出机六区侧进料口喂入玻璃纤维，该双螺杆挤出机的主机转速为300~400 r/min，通过该双螺杆挤出机挤出成型得预成品；所述双螺杆挤出机的加工区域共分九区，其加工温度分别为：一区温度210~220℃，二区温度220~230℃，三、四、五和六区温度230~240℃，七区温度240-250℃，八区温度240-250℃，九区温度230-240℃；

（3）将（2）中所得预成品冷却干燥后切粒得具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物成品。

本发明中所选用的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A（长径比为40）的双螺杆挤出机。本发明中对比例的加工工艺与本发明实施例相同，可直观看出本发明所述树脂组合物的组分及含量对其性能的影响。表1中所述百分含量为各组分占树脂组合物总重量百分比。

表1  本发明具体实施例和对比实施例的组分及用量（wt.%）

具体实施例	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	-	-
													对比实施例	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1	2
PBT	63.0	93.5	78.5	67.4	49.0	64.0	64.2	64.1	63.1	63.1	65.1	64.6
													玻璃纤维	30	0	15	30	40	30	30	30	30	30	30	30
PTW	4	4	4	0	8	4	4	4	4	4	4	4
													ADR-4370	0.5	0.5	0.5	0.5	0.7	0	0.5	0.5	0.5	1.0	0	0
镁铝水滑石	1.0	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0	0.5	0.5	0.5	0	0.5
													SAG-005	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0	1.0	0.5	0	0
NAV101	0.3	0.2	0.3	0.3	0.5	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
													KH550	0.2	0.5	0.3	0.5	0.4	0.3	0.2	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
Irganox 1010	0.5	0.3	0.4	0.3	0.4	0.4	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

将按照上述表1中配方制备所得的各树脂组合物，按照下述方法进行相应的性能测试，所得结果如表2所示。

IZOD缺口冲击强度按ASTM D256标准进行测试，试样尺寸为64 mm×12.7 mm×3.2 mm，缺口深度为2.2 mm，测试设备为美国Willow Grove公司的Tinius Olisen冲击试验机。

拉伸性能通过测定拉伸断裂强度评价，测试按ASTM D638标准进行，试样尺寸为168 mm×13 mm×3.2 mm，测试速度50mm/ min，测试设备为德国Zwick公司电子拉力实验机。

弯曲性能通过测定弯曲强度评价，测试按ASTM D790标准进行，试样尺寸为64 mm×12.7 mm×3.2mm，跨距为50mm，测试速度为1.26 mm/ min，测试设备为德国Zwick公司的电子拉力实验机。

耐冷媒性能通过在高压釜内采用冷媒和冷冻机油混合液体对材料进行萃取来评价材料的耐冷媒性。冷媒采用R22（二氟一氯甲烷），冷冻机油采用昆仑4GS，冷媒和冷冻机油比例为1:3，萃取温度为150℃，萃取时间为336小时，通过是否有析出物来评价耐冷媒性。

表2  具体实施例和对比实施例所得树脂组合物的性能

从表2可知，多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂的加入对玻纤增强PBT树脂组合物的力学性能影响较小，而能显著提高玻纤增强PBT树脂组合物的耐冷媒性。而影响其力学性能的因素主要在于玻纤含量，玻纤含量越高，该树脂组合物相应的力学性能越好。

Claims (5)

1.一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，其特征在于：由以下按总重量百分比计的各组分组成：

其中多官能环氧基团扩链剂、镁铝水滑石吸酸剂和含1~3个环氧基团的封端剂中至少两种的含量不同时为零；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘数为0.8~1.2ml/g。

2.根据权利要求1所述具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐；所述抗氧剂为季戊四醇酯类抗氧剂。

3.根据权利要求1所述具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，该无碱玻璃纤维的直径为10~25μm。

4.根据权利要求1、2或3所述具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为PBT-L2100，所述玻璃纤维为短切纱ECS-303W，所述多官能环氧基团扩链剂为ADR-4370，所述含1~3个环氧基团的封端剂为SAG-005，所述成核剂为NAV101，所述氨基硅烷类偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述季戊四醇酯类抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

5.根据以上任一权利要求所述具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）称取49.0~93.5wt.%的聚对苯二甲酸丁二醇酯、0~1.0 wt.%含多官能环氧基团的扩链剂、0~1.0 wt.%镁铝水滑石吸酸剂、0~1.0 wt.%含1~3个环氧基团的封端剂、0.2~0.5 wt.%氨基硅烷类偶联剂、0~8.0 wt.%增韧剂、0.2~0.5 wt.%成核剂和0.3~0.5 wt.%抗氧剂，将上述组分混合均匀后得到预混合料；

（2）将（1）中所得预混合料从双螺杆挤出机一区主进料口进料，并从该双螺杆挤出机六区侧进料口喂入0~40.0wt.%的玻璃纤维，该双螺杆挤出机的主机转速为300~400 r/min，通过该双螺杆挤出机挤出成型得预成品；所述双螺杆挤出机的加工区域共分九区，其加工温度分别为：一区温度210~220℃，二区温度220~230℃，三区温度230~240℃，四区温度230~240℃，五区温度230~240℃，六区温度230~240℃，七区温度240~250℃，八区温度240~250℃，九区温度230~240℃；

（3）将（2）中所得预成品冷却干燥后切粒得具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物成品。