CN103525041A

CN103525041A - 改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法

Info

Publication number: CN103525041A
Application number: CN201210224608.3A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Qingdao Xinzhan Plastic Co Ltd
Current assignee: Qingdao Xinzhan Plastic Co Ltd
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法。本发明的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯的组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯40%～80%、复合增韧剂10%～30%、玻璃纤维10%～30%、润滑剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～1%，所述的复合增韧剂为聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂的复配物，其中，聚烯烃改性增韧剂占到复合增韧剂的30wt%～70wt%，高分子弹性体接枝共聚增韧剂占到复合增韧剂的70wt%～30wt%。本发明的有益效果是，采用复合增韧剂与玻璃纤维对聚对苯二甲酸丁二醇酯的协同增韧、增强，使大大提高缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和良好的加工性能，其综合性能优良。

Description

改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种综合性能优良的结晶性聚合物，由于具有高的结晶度和结晶速率及优异的加工性能，已成为五大通用性工程塑料中的一个重要成员，并广泛应用于汽车、电子、电气等行业。但是由于PBT结晶的影响，导致对缺口敏感性大，缺口冲击强度低，韧性不足，从而限制了其应用范围的进一步扩大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种缺口冲击强度高和不降低其他力学性能且成本低、生产简单的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯40%～80%、复合增韧剂10%～30%、玻璃纤维10%～30%、润滑剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的复合增韧剂为聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂的复配物，其中，聚烯烃改性增韧剂占到复合增韧剂的30wt%～70wt%，高分子弹性体接枝共聚增韧剂占到复合增韧剂的70wt%～30wt%。

所述的聚烯烃改性增韧剂为聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚苯乙烯PS通过无规、接枝或嵌段的方法与马来酸酐（MAH）或丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的多元共聚物，包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、PS-g-MAH、PE-g-GMA、PP-g-GMA、PS-g-GMA和E-EA-GMA。

所述的高分子弹性体接枝共聚增韧剂为马来酸酐（MAH）接枝高分子弹性体共聚物、端基含环氧官能团的丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝高分子弹性体共聚物或异氰酸基接枝高分了弹性体共聚物，包括POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SBS-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA和SBS-g-GMA。

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。

所述的润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物。

上述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5～10分钟，即得复合增韧剂；

（2）将制得的复合增韧剂在80℃～85℃下干燥2～4小时，待用；

（3）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（4）按重量配比称取干燥处理后的聚对苯二甲酸丁二醇酯和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的润滑剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；

（5）再将上述混合物加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120～300rpm，温度在200℃～320℃，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯。

本发明采用上述方法制得的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，由于复合增韧剂的协效作用，不仅能够使达到超韧效果，而且对其他力学性能无下降的影响，复合增韧剂在不降低刚性的前提下可使聚对苯二甲酸丁二醇酯达到60KJ/m²的超高缺口冲击强度。加入玻璃纤维对聚对苯二甲酸丁二醇酯进行增强改性，不仅能够大大地提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的耐疲劳强度和硬度，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。润滑剂的加入，用于提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的加工流动性，降低摩擦系数，提高滑爽性，改善表面光泽。抗氧剂用于进一步提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的加工稳定性。

本发明的有益效果是，采用复合增韧剂与玻璃纤维对聚对苯二甲酸丁二醇酯的协同增韧、增强，使大大提高缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和良好的加工性能，其综合性能优良。

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：

一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯60%、复合增韧剂20%、无碱玻璃纤维18%、聚硅氧烷1.5%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物0.5%，其中，复合增韧剂是按照60wt%的马来酸酐接枝的聚乙烯改性增韧剂PE-g-MAH和40wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝高分子弹性体共聚物EPDM-g-GMA制得的复配物。

制备方法：（1）将马来酸酐接枝的聚乙烯改性增韧剂PE-g-MAH与丙烯酸缩水甘油酯接枝高分子弹性体共聚物EPDM-g-GMA按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5～10分钟，即得复合增韧剂；（2）将制得的复合增韧剂在80℃～85℃下干燥2～4小时，待用；（3）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（4）按重量配比称取干燥处理后的聚对苯二甲酸丁二醇酯和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚硅氧烷和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（5）再将上述混合物加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120～300rpm，温度在200℃～320℃，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯。

实施例2：

一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯40%、复合增韧剂26%、无碱玻璃纤维30%、硬酯酸钙3%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物1%，其中，复合增韧剂是按照50wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韧剂PP-g-GMA和50wt%的马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物POE-g-MAH制得的复配物。

制备方法：（1）将丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韧剂PP-g-GMA与马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物POE-g-MAH按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5～10分钟，即得复合增韧剂；（2）将制得的复合增韧剂在80℃～85℃下干燥2～4小时，待用；（3）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（4）按重量配比称取干燥处理后的聚对苯二甲酸丁二醇酯和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的硬酯酸钙和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（5）再将上述混合物加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120～300rpm，温度在200℃～320℃，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯。

实施例3：

一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯75%、复合增韧剂12%、无碱玻璃纤维10%、乙撑双硬酯酰胺2.5%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物0.5%，其中，复合增韧剂是按照30wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韧剂PS-g-GMA和70wt%的马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物SBS-g-MAH制得的复配物。

制备方法：（1）将丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韧剂PS-g-GMA与马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物SBS-g-MAH按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5～10分钟，即得复合增韧剂；（2）将制得的复合增韧剂在80℃～85℃下干燥2～4小时，待用；（3）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（4）按重量配比称取干燥处理后的聚对苯二甲酸丁二醇酯和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的乙撑双硬酯酰胺和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物，然后一起加入高速混合机中充分混合2～5分钟；（5）再将上述混合物加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120～300rpm，温度在200℃～320℃，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯。

Claims

1.一种改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯40%～80%、复合增韧剂10%～30%、玻璃纤维10%～30%、润滑剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，所述的复合增韧剂为聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂的复配物，其中，聚烯烃改性增韧剂占到复合增韧剂的30wt%～70wt%，高分子弹性体接枝共聚增韧剂占到复合增韧剂的70wt%～30wt%。

3.根据权利要求1或2所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，所述的聚烯烃改性增韧剂为聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚苯乙烯PS通过无规、接枝或嵌段的方法与马来酸酐（MAH）或丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的多元共聚物，包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、PS-g-MAH、PE-g-GMA、PP-g-GMA、PS-g-GMA和E-EA-GMA。

4.根据权利要求1或2所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，所述的高分子弹性体接枝共聚增韧剂为马来酸酐（MAH）接枝高分子弹性体共聚物、端基含环氧官能团的丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝高分子弹性体共聚物或异氰酸基接枝高分了弹性体共聚物，包括POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SBS-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA和SBS-g-GMA。

5.根据权利要求1所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，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。

6.根据权利要求1所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，所述的润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的复合物。

8.根据权利要求1所述的改善冲击韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：