CN103772924A - 一种改性ppo/pbt合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性ppo/pbt合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性PPO/PBT合金材料及其制备方法，该材料由PPO300-600份、PBT300-600份、相容剂30-100份、增韧剂50-100份与抗氧剂5-10份、润滑剂5-10份混合、挤出制备而成。本发明制备的改性PPO/PBT合金材料具有流动性好、性能优异、吸湿性低等特点，克服了PPO/PA合金吸水性较大的问题，可替代PPO/PA合金可用于注塑成型大型的汽车用件。

Description

一种改性PPO/PBT合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子改性技术领域，特别涉及一种改性PPO/PBT合金材料及其制备方法。
 
背景技术
聚苯醚（简称PPO）是五大通用工程塑料之一，由美国GE公司于1957年成功制得，并实现工业化推广，它具有刚性大、耐热性高、难燃、电性能优良、尺寸稳定性好等优点，还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。但是PPO粘度高、流动性差，难于加工，因此限制了PPO的应用范围。正因为这样的缺陷，PPO很少单独使用，更多的是对其进行合金化改性后再使用。
目前市场上有多种PPO合金被广泛的使用，如聚苯醚/聚苯乙烯（PPO/PS）合金，由于PS和PPO在结构上类似，故它们可以任意比例互溶，因此只要调整PS和PPO的比例便可以获得不同性能的合金材料，并且有很好的流动性和韧性；聚苯醚/聚酰胺（PPO/PA）合金是另一种广泛使用的PPO合金，其具有高强度、高耐热、高尺寸稳定、耐溶剂性能优异的特点，但是该合金材料的吸湿性大，故不能注塑成大型的紧密制件，特别是一些车用的制件。由于PPO和PBT共混以后可以保持PPO低吸水率的特点，又可以保证材料的力学性能，并且改善了PPO的流动性而易于成型，因此聚苯醚/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PPO/PBT）合金被开发出来替代PPO/PA合金。但由于PPO属于非结晶性树脂，而PBT属于结晶性树脂，两者相容性差，如何改善PPO与PBT的相容性是急待需要解决的技术问题。
 
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种改性PPO/PBT合金材料，具有更高的流动性、更低的吸湿性和更好的尺寸稳定性，并且原材料来源广泛、成本低。
本发明的另一个目的是提供改性PPO/PBT合金材料的制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种改性PPO/PBT合金材料，由以下组分按其重量份数制备而成：
聚苯醚（PPO）： 300-600 份， 
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）： 300-600份
相容剂：30-100份，
增韧剂：30-100 份，
润滑剂：5-10份，
抗氧剂：5-10份。
进一步，所述聚苯醚树脂的特性黏数为0.35-0.45dl/g。
所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甘油酯（SAG）、苯乙烯-甲基丙烯酸甘油酯（SG）或聚苯醚接枝马来酸酐中（mPPO）中的一种。
所述的增韧剂为高抗冲聚苯乙烯（HIPS）、苯乙烯系嵌段共聚物（SBS）或氢化苯乙烯系嵌段共聚物（SEBS）中的一种。
所述抗氧剂选自β-（3,5-二叔丁基羟基苯基）丙烯酸十八碳酸酯（抗氧剂1076）、三-（2,4-叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 （抗氧剂1010）、硫代二丙酸双十二醇酯（抗氧剂DLTDP）中的两种。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）或乙烯丙烯酸共聚物中的一种。
本发明的另一个目的是提供上述改性PPO/PBT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配比将聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料。
进一步，所述步骤（2）中双螺杆挤出机的长径比为20～60：1，螺杆各区的温度设为240～300 ℃，转速100-500rpm
本发明的有益效果有：
1、本发明采用反应型相容剂，如苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甘油酯（SAG）、苯乙烯-甲基丙烯酸甘油酯（SG）或聚苯醚接枝马来酸酐来改善PPO和PBT之间的相容性，并且所用相容剂均为市售产品，无需特殊开发和生产，解决了技术上的缺陷，降低了生产成本。
2、本发明制备的PPO/PBT合金材料具有流动性好、吸湿率低、尺寸稳定性好等特点，可用于生产对尺寸精度要求高的大型制件，特别适用于车用仪表板、减震器、窗框等大型制件的生产，并且具有成本低廉，原料来源广泛的优势。
 
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。本发明实施例中所有物质均是已知的市售产品，其单位为重量份。
在实施例和对比例中所用的PPO为芮城蓝星提供的PPO原粉LXR040（特性黏数=0.35-0.45dl/g），所用PBT为台湾长春提供的1100。所用相容剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂均为市售产品。
实施例1
PPO        300份
PBT        600份
mPPO       50份
HIPS        50 份
抗氧剂1076  2 份
抗氧剂168   3 份
PETS        5份
制备方法：
（1）将上述组份一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料；其中双螺杆挤出机的长径比为44：1，螺杆各区的温度设为240℃、250℃、250℃、260℃、260℃、270℃，机头温度275℃，转速250rpm。
 
实施例2
PPO        370份
PBT        480份
SAG        70份
HIPS        80 份
抗氧剂1010  2 份
抗氧剂168   4 份
乙烯丙烯酸共聚物      6份
制备方法：
（1）将上述组份一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料；其中双螺杆挤出机的长径比为20：1，螺杆各区的温度设为240℃、250℃、250℃、260℃、260℃、270 ℃，机头温度275℃，转速500rpm。
 
实施例3
PPO        450份
PBT        350份
SG        100份
SBS        100 份
抗氧剂DLTDP  5 份
抗氧剂168   5份
PETS        8份
制备方法：
（1）将上述组份一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料；其中双螺杆挤出机的长径比为60：1，螺杆各区的温度设为250℃、260℃、265℃、265℃、270℃、275 ℃，机头温度285℃，转速350rpm。
 
实施例4
PPO        600份
PBT        300份
mPPO        30份
SEBS       30 份
抗氧剂1076  2 份
抗氧剂1010   3 份
PETS        10份
制备方法：
（1）将上述组份一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料；其中双螺杆挤出机的长径比为44：1，螺杆各区的温度设为265℃、270℃、280℃、280℃、285℃、290℃，机头温度300℃，转速150rpm。
 
对比例：
PPO        580份
PA66        350份
mPPO        70份
抗氧剂1010  2 份
抗氧剂168   3 份
PETS        5份
制备方法：
（1）将上述组份一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料；其中双螺杆挤出机的长径比为44：1，螺杆各区的温度设为260℃、265℃、270℃、270℃、280℃、285 ℃，机头温度290℃，转速200rpm。
表1为实施例1-4和对比例的测试结果，测试标准为ASTM。其中熔融指数的测试条件为280℃、5kg，其余测试均在23℃、湿度50%的环境下测试。
表1 实施例测试结果
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例
熔融指数ASTM D1238 127 95 45 38 25
弯曲强度ASTM D790 69 78 82 94 106
弯曲模量ASTM D790 2340 2680 2520 2650 2850
简支梁缺口冲击强度ASTM D6110 8.9 13 19 10 5.6
吸水率ASTM D570 0.3 0.3 0.3 0.3 1.75
收缩率ASTM D955 1.2 1.15 0.8 0.75 1.45
由表1可以看到本发明制备的PPO/PBT合金具有力学性能优异、韧性更好，对比PPO/PA合金，PPO/PBT的吸水率低，尺寸稳定性好，并且流动性更好，易于生产大型的精密制件。

Claims (8)

1.一种改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：由以下组分按其重量份数制备而成：
聚苯醚： 300-600 份， 
聚对苯二甲酸丁二醇酯： 300-600份
相容剂：30-100份，
增韧剂：30-100 份，
润滑剂：5-10份，
抗氧剂：5-10份。
2.根据权利要求1所述改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：所述聚苯醚树脂的特性黏数为0.35-0.45dl/g。
3.根据权利要求1所述改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甘油酯、苯乙烯-甲基丙烯酸甘油酯或聚苯醚接枝马来酸酐中的一种。
4.根据权利要求1所述改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：所述的增韧剂为高抗冲聚苯乙烯、苯乙烯系嵌段共聚物或氢化苯乙烯系嵌段共聚物中的一种。
5.根据权利要求1所述改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：所述抗氧剂选自β-（3,5-二叔丁基羟基苯基）丙烯酸十八碳酸酯、三-（2,4-叔丁基苯基）亚磷酸酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸双十二醇酯中的两种。
6.根据权利要求1所述改性PPO/PBT合金材料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或乙烯丙烯酸共聚物中的一种。
7.一种制备如权利要求1所述的改性PPO/PBT合金材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比将聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂一起加入高速混合机中充分混合均匀；
（2）将（1）中混合料通过送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性PPO/PBT合金材料。
8.根据权利要求7所述的一种制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中双螺杆挤出机的长径比为20～60：1，螺杆各区的温度设为240～300 ℃，转速100-500rpm。
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