CN103788620B - 低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金及制备方法，由包含以下重量份的组分制成：15～45份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、25～45份的聚苯醚、10～30份的玻璃纤维、10～25份的低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒、0.3～1.0份的偶联剂、1～12份的相容剂和0.2～0.6份的抗氧剂，制备时先将聚对苯二甲酸丁二醇酯增粘，再造粒得到低密度PBT母粒，然后称取除母粒的原料混匀挤出机拉条切粒，再与低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。本明的低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚合金具有优良的加工性能和力学性能，大大改善了聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚苯醚的相容性，克服了聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚合金相容性差的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其是涉及低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚(PBT/PPO)共混合金材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步，科技的发展，人们的生活越来越便利，同时人们对环境的关注度也越来越高。聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，具有密度小、无毒、耐蠕变性能好、成型收缩率低，玻璃化转变温度(Tg)高，电性能好等优点。其中高抗蠕变性能则是其最突出的特点，因此PPO特别适合制作承受长期载荷的工业用结构件。但PPO也有一些缺点，如耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低等。PPO耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产品易变色，颜色发黄，原因是紫外线能使芳香醚的链结合分裂所致；另外一个致命的缺点是流动性差，成型加工困难，由于PPO分子链刚性较大，熔体黏度高，这影响了PPO的推广应用。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为结晶型热塑性聚酯，是一种性能优良的工程塑料，其耐老化性优于其他通用工程塑料，熔融流动性好，成型性好。但PBT密度约为1.31g/cm3，30％玻纤增强的PBT密度更是高达1.53g/cm3，这为各行各业追逐的轻量化和节能减排带来了很大的阻力。
本发明提到的低密度PBT/PPO合金既保持了PPO的耐热性好、尺寸稳定等优点，又融进了PBT的耐有机溶剂性等。本发明采用最后加入低密度PBT母粒的方法，能够很好的将中空玻璃微珠的破碎率保持在极低的水平，在保持较好力学性能的情况下极大的降低了合金的密度，可以很好的实现节能减排和各种制品的轻量化。同时本专利通过对PBT事先进行增粘过程而大大改善了PBT和PPO的相容性，使得PBT/PPO合金具有更好的力学性能。
发明内容
针对PBT和PPO各自的缺陷，本发明的目的是提供一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金，由包含以下重量份含量的组分制成：
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯在使用前在增粘釜中进行增粘处理，增粘温度为185～210℃，增粘时间为2～5小时。
所述的玻璃纤维为通长玻璃纤维。
所述的PBT母粒通过以下步骤制作得到：
将增粘过的聚对苯二甲酸丁二醇酯和中空玻璃微珠按照体积比1∶1进行造粒得到低密度PBT母粒，其中，玻璃微珠添加方式为侧喂料，聚对苯二甲酸丁二醇酯采用增粘釜进行处理，增粘温度为185～210℃，增粘时间为2～5小时。
所述的偶联剂选自硅烷偶联剂。
所述的相容剂选自聚苯醚接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。
所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种。
低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯放入增粘釜中在140℃进行预结晶4小时，然后升温至185～210℃增粘2～5小时，取出密封保存；
(2)按重量份称取15～45份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、25～45份的聚苯醚、10～30份的玻璃纤维、0.3～1.0份的偶联剂、1～12份的相容剂和0.2～0.6份的抗氧剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒，再与10～25份的低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
所述的高混机的转速为800～1000rpm，混合温度为20～40℃，混合时间为3～10min。
所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，螺杆挤出机内各段的温度控制为240～290℃。
与现有技术相比，本发明合成低密度PBT/PPO塑料合金时，首先将PBT增粘后再与PPO进行共混造粒。由于PPO是非结晶塑料，而PBT是结晶性塑料，二者属于不相容体系，加入相容剂后仍对相容性改善情况不是很好，本方法，可以使PBT熔指大大降低，再加上相容剂的作用，使得PBT和PPO的相容性得到很大改善，进而提高PBT/PPO合金的各项力学性能。其次，本发明事先制作低密度PBT母粒，这样极大得降低了中空玻璃微珠破损率，可以在保持制品力学性能的情况下大大降低制品密度，最后，玻璃微珠本身有润滑效果，所以合金无需再额外添加润滑剂，节约成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至210℃增粘2小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rpm，混合温度为20℃，混合10min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-280℃，拉条切粒，再与15份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例2
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至185℃增粘5小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为800-1000rpm，混合温度为40℃，混合3min；将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在260-290℃，挤出机拉条切粒，再与15份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例3
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至200℃增粘4小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rpm，混合温度为30℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在240-270℃，拉条切粒，再与10份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例4
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至190℃增粘5小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rpm，混合温度为30℃，混合5min；将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在250-280℃，拉条切粒，再与20份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例5
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至200℃增粘4小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为800-1000rpm，混合温度为40℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是在控制温度在250-285℃，拉条切粒，再与10份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例6
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至210℃增粘3小时，取出用于步骤2；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rpm，混合温度为40℃，混合5min；将混合物料经单螺杆挤出机，各区的温度都是在控制温度在250-275℃，拉条切粒，再与25份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
实施例7
(1)先将PBT原料在增粘釜中进行增粘，过程为：140℃预结晶4小时，然后升温至200℃增粘4小时，取出用于步骤2、3；
(2)按下列重量份称取各组分原料：
(3)将增粘过的聚对苯二甲酸丁二醇酯和中空玻璃微珠按照体积比1∶1进行造粒得到低密度PBT母粒，其中，玻璃微珠添加方式为侧喂料，
(4)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rpm，混合温度为20℃，混合10min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-280℃，拉条切粒，再与15份低密度PBT母粒进行共混即可得到产品。
产品的性能测试如表1(以实施例1为例)。
表1
本发明产品性能无论强度还是韧性都足以满足大量产品的使用要求，同时其材料有很好的耐腐蚀和绝缘性，较高的热变形温度，而且密度小。一方面可以极大的降低成本，节约能源，实现以塑代钢的目的。另一方面，聚苯醚的绝缘性居工程塑料之首，赋予了塑料合金极好的绝缘性，PBT赋予了合金耐溶剂性。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金，其特征在于，该共混合金由包含以下重量份含量的组分制成：
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯在使用前在增粘釜中进行增粘处理，增粘温度为185～210℃，增粘时间为2～5小时，
所述的相容剂选自聚苯醚接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种；
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒通过以下步骤制得：将增粘过的聚对苯二甲酸丁二醇酯和中空玻璃微珠按照体积比1:1进行造粒得到低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒，其中，玻璃微珠添加方式为侧喂料，聚对苯二甲酸丁二醇酯采用增粘釜进行处理，增粘温度为185～210℃，增粘时间为2～5小时。
2.根据权利要求1所述的一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金，其特征在于，所述的玻璃纤维为长玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金，其特征在于，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金，其特征在于，所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种。
5.如权利要求1至4中任一所述的低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯放入增粘釜中在140℃进行预结晶4小时，然后升温至185～210℃增粘2～5小时，取出密封保存；
(2)按重量份称取15～45份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、25～45份的聚苯醚、10～30份的玻璃纤维、0.3～1.0份的偶联剂、1～12份的相容剂和0.2～0.6份的抗氧剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒，再与10～25份的聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒进行共混即可得到产品。
6.根据权利要求5所述的低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金的制备方法，其特征在于，所述的高混机的转速为800～1000rpm，混合温度为20～40℃，混合时间为3～10min。
7.根据权利要求5所述的低密度聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚苯醚共混合金的制备方法，其特征在于，所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，螺杆挤出机内各段的温度控制为240～290℃。
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