CN103709623A - Pbt/弹性体/无机填料三元复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT30%～70%、弹性体5%～25%、无机填料5%～50%、表面处理剂0.1%～0.5%、润滑剂0.2～1.5%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，无机填料与弹性体具有并用增韧的协同作用，能使PBT的缺口冲击强度、刚度、耐热性和尺寸稳定性提高显著，其韧性提高幅度大于加入相同体积份数的弹性体，从而大大降低了弹性体的用量，使进一步降低成本，因此，具有显著的经济效益和社会效益。本发明所提供的制备方法简单和容易操作，易于工业化生产。

Description

PBT/弹性体/无机填料三元复合材料
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶型线形饱和聚酯树脂，已被广泛应用在电子电器、家电、汽车工业等行业，但由于其低温冲击韧性较差及室温下缺口敏感性大等缺点，限制它作为一种高分子结构材料在某些领域中的应用。现有技术采用弹性体增韧可以大幅度提高PBT的抗冲击性能，但同时也造成其强度、刚度、耐热性及加工性能的严重下降，同时成本也高；无机填料对PBT的刚性增强效果显著，但对PBT韧性提高幅度有限，且仅对有一定韧性的PBT才有增韧作用。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的不足，本发明提供一种具备显著提高韧性、刚性、耐热性及综合性能优良的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%～70%、弹性体5%～25%、无机填料5%～50%、表面处理剂0.1%～0.5%、润滑剂0.2～1.5%、抗氧剂0.1%～1%。
所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，相对密度为1.31～1.35g/cm3，特性黏度为0.85～1.2dl/g，熔点220℃～240℃。
所述的弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体中的一种。
所述的无机填料为平均粒径在20nm～10μm之间的碳酸钙、滑石粉、硅灰石和玻璃纤维中的一种。
所述的表面处理剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、钛酸酯、铝酸酯、硅烷和磷酸酯中的一种。
所述的润滑剂为聚硅氧烷、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A和乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物。
上述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；
（2）将无机填料在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的无机填料及表面处理剂，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使表面处理剂均匀包覆无机填料，然后冷却至低于40℃制得表面处理的无机填料，待用；
（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、弹性体、润滑剂和抗氧剂，加入高速混合机，同时加入经表面处理的无机填料，使充分混合3～10分钟；
（4）再将步骤（3）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为120～200转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机混炼、挤出造粒，即得PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
本发明的有益效果是，无机填料与弹性体具有并用增韧的协同作用，能使PBT的缺口冲击强度、刚度、耐热性和尺寸稳定性提高显著，其韧性提高幅度大于加入相同体积份数的弹性体，从而大大降低了弹性体的用量，使进一步降低成本，因此，具有显著的经济效益和社会效益。本发明所提供的制备方法简单和容易操作，易于工业化生产。
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PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 50%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物15%、碳酸钙33%、硬脂酸钙0.3%、聚硅氧烷1.2%、主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物0.5%，其中，碳酸钙的平均粒径在20nm～10μm之间。
制备方法：（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将碳酸钙在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的碳酸钙及硬脂酸钙，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使碳酸钙均匀包覆碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的碳酸钙，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、硬脂酸钙和主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物，加入高速混合机，同时加入经表面处理的碳酸钙，使充分混合3～10分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为120～200转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机混炼、挤出造粒，即得PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
实施例2：
一种PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物25%、硅灰石42%、硬脂酸0.5%、EVA蜡1.5%、主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物1%，其中，硅灰石的平均粒径在20nm～10μm之间。
制备方法：（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将硅灰石在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的硅灰石及硬脂酸，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使硬脂酸均匀包覆硅灰石，然后冷却至低于40℃制得表面处理的硅灰石，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物、EVA蜡和主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物，加入高速混合机，同时加入经表面处理的硅灰石，使充分混合3～10分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为120～200转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机混炼、挤出造粒，即得PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
实施例3：
一种PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 70%、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体10%、滑石粉18%、硅烷0.2%、乙撑双硬酯酰胺1.2%、主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物0.6%，其中，硅灰石的平均粒径在20nm～10μm之间。
制备方法：（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将滑石粉在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的滑石粉及硅烷，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使硅烷均匀包覆滑石粉，然后冷却至低于40℃制得表面处理的滑石粉，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体、乙撑双硬酯酰胺和主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物，加入高速混合机，同时加入经表面处理的滑石粉，使充分混合3～10分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为120～200转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机混炼、挤出造粒，即得PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。

Claims (7)

1.一种PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PBT 30%～70%、弹性体5%～25%、无机填料5%～50%、表面处理剂0.1%～0.5%、润滑剂0.2～1.5%、抗氧剂0.1%～1%。
2.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，所述的弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体中的一种。
3.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，所述的无机填料为平均粒径在20nm～10μm之间的碳酸钙、滑石粉、硅灰石和玻璃纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，所述的表面处理剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、钛酸酯、铝酸酯、硅烷和磷酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为聚硅氧烷、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A和乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物。
7.根据权利要求1所述的PBT/弹性体/无机填料三元复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；
（2）将无机填料在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的无机填料及表面处理剂，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使表面处理剂均匀包覆无机填料，然后冷却至低于40℃制得表面处理的无机填料，待用；
（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、弹性体、润滑剂和抗氧剂，加入高速混合机，同时加入经表面处理的无机填料，使充分混合3～10分钟；
（4）再将步骤（3）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为120～200转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机混炼、挤出造粒，即得PBT/弹性体/无机填料三元复合材料。
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