CN103525038A - 一种玻纤增强的pbt/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料及其制备方法。本发明的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其组分按质量百分数配比为：PBT30%～70%、ABS10%～30%、玻璃纤维10%～30%、NBR5%～15%、相容剂2%～5%、润滑分散剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%。本发明的有益效果是，该材料不仅兼具了PBT和ABS两者的特性，而且以玻璃纤维进行增强改性，使材料的耐疲劳强度、硬度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦性能等方面均有显著的提高，其综合性能优良，尺寸稳定，强度高，外观好，成本低等。

Description

一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶型热塑性聚酯树脂，具有优异的耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好的特点，被广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等的制造业中，并与PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。但是，PBT存在强度低、耐热性差、成型收缩率大等缺点，从而大大限制了其发展应用。目前，PBT增强大多数采用玻璃纤维进行增强改性，增强后的PBT不仅提高了耐疲劳强度和硬度，而且在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦等方面均有显著的提高。然而，玻璃纤维增强的PBT仍有不足之处，如材料的韧性差、制品翘曲严重、尺寸稳定性差等。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体组成的三元接技共聚物，有着优良的物理力学性能、表面硬度、较高的强度，且有一定的耐热性。将PBT和ABS共混和采用玻璃纤维增强可得到较好的互补效果，但材料的相容性问题成为了影响材料综合性能关键。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种冲击强度高、尺寸稳定性好、耐热性强的玻纤增强的PBT/ABS合金材料，同时还提供该种PBT/ABS合金材料的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%～70%、ABS 10%～30%、玻璃纤维10%～30%、NBR 5%～15%、相容剂2%～5%、润滑分散剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%。
所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其含胶量占15wt%～30wt%。
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。
所述的NBR为丁二烯与丙烯腈的共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为25%～30%。
所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、ABS-g-MAH、PS的接枝物或SMA。
所述的润滑分散剂为聚硅氧烷或硬酯酸钙。
所述的抗氧剂为酚类抗氧剂KY-1076或酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物。
上述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；
（2）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；
（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT和ABS，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的NBR、相容剂、润滑分散剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；
（4）将上述充分混合好的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～250℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料。
由于PBT和ABS属热力学不相容材料，相容剂的加入对PBT/ABS合金材料进行反应增容和共混增容后，不仅能有效地改善其性能，还能使材料的分散更均匀，相形态更稳定，更有利于成型加工。
加入NBR与相容剂相组合，能够有效地改善PBT和ABS的组分间的溶混性，对PBT/ABS合金增韧达到协同增韧的效果，可以显著地提PBT/ABS合金材料的冲击性能，同时还可减少在拉伸强度等方面的损失，从而起到优化材料的综合性能，降低成本。
NBR是由丁二烯与丙烯腈共聚得到的一种极性聚合物，其极性随NBR中丙烯腈的含量的增加而加强，NBR与PBT的相容性较好，同时又与ABS极性、分子结构、溶解度参数相近，因而加入NBR能够显著地改善PBT/ABS合金材料的的韧性，提高冲击强度和断裂伸长率，而对材料的其他性能指标无明显影响。
本发明采用玻璃纤维对PBT/ABS进行增强改性，进一步提高了材料的力学机械性能，而且大大提高了材料的热力学性能。润滑分散剂用于提高PBT/ABS合金材料的加工流动性，降低摩擦系数，提高滑爽性，改善表面光泽。抗氧剂用于提高材料的加工稳定性。
本发明的有益效果是，玻纤增强的PBT/ABS合金材料，不仅兼具了PBT和ABS两者的特性，ABS提高了PBT的冲击强度，PBT更好地改善ABS的加工性能和抗化学药品性能等，材料的韧性好，而且以玻璃纤维进行增强改性，使材料的耐疲劳强度、硬度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦性能等方面均有显著的提高，其综合性能优良，尺寸稳定，强度高，外观好，成本低等。本发明所提供的制备方法简单，容易操作。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 50%、ABS 20%、无碱玻璃纤维20%、NBR 5%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物3%、聚硅氧烷1.5%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%，其中，ABS中的含胶量占15wt%～30wt%，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。
制备方法：（1）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（2）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT和ABS，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的NBR、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、聚硅氧烷和酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（4）将上述充分混合好的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～250℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料。
实施例2：
一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 70%、ABS 10%、无碱玻璃纤维10%、NBR 5%、ABS-g-MAH 4%、硬酯酸钙0.5%、酚类抗氧剂KY-1076 0.5%，其中，ABS中的含胶量占15wt%～30wt%，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。
制备方法：（1）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（2）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT和ABS，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的NBR、ABS-g-MAH、硬酯酸钙和酚类抗氧剂KY-1076，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（4）将上述充分混合好的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～250℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料。
实施例3：
一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%、ABS 30%、无碱玻璃纤维20%、NBR 15%、PS的接枝物3%、聚硅氧烷1.5%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%，其中，ABS中的含胶量占15wt%～30wt%，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。
制备方法：（1）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（2）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT和ABS，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的NBR、PS的接枝物、聚硅氧烷和酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（4）将上述充分混合好的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～250℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料。

Claims (8)

1.一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%～70%、ABS 10%～30%、玻璃纤维10%～30%、NBR 5%～15%、相容剂2%～5%、润滑分散剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其含胶量占15wt%～30wt%。
3.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。
4.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的NBR为丁二烯与丙烯腈的共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为25%～30%。
5.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、ABS-g-MAH、PS的接枝物或SMA。
6.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的润滑分散剂为聚硅氧烷或硬酯酸钙。
7.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂KY-1076或酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物。
8.根据权利要求1所述的一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；
（2）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；
（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT和ABS，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的NBR、相容剂、润滑分散剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；
（4）将上述充分混合好的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～250℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得一种玻纤增强的PBT/ABS合金材料。
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