CN103804856A - 一种抗静电增韧增强增刚的pbt复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT50%～70%、TPU5%～15%、微米碳酸钙5%～15%、抗静电剂3%～5%、聚合型阻燃剂8%～15%、协效阻燃剂3%～8%、表面处理剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～1.5%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明所制得的PBT复合材料可以大幅度提高缺口冲击韧性、刚性和耐热性的同时保持较好的拉伸强度，具有显著增韧、增强、增刚的优点，其阻燃能效高，抗静电静性好，电气性能优良，而且成本低，制备方法简单和操作方便，易于实现工业化，可广泛应用在电子电气、汽车工业、机械配件、建筑结构等领域。

Description

一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）以优异的耐热性、耐疲劳性、耐侯性、低摩擦系数等性能，已被广泛应用在电子电器、家电、汽车工业、机械设备等行业，然而，PBT单独使用存在热变形温度低、易燃烧、制件收缩翘曲、机械性能不突出，特别是制品缺口冲击强度不高等不足之处。所以PBT很少单独使用，大多数都需要经过改性才能被应用。PBT改性主要从两个方面着手，一是采用化学改性方法，即通过共聚、接枝、嵌段、交联或降解等化学方法，使其具有更好的性能和新的功能；二是采用物理改性方法，即通过采用无机材料填充和增强、与其他树脂共混及加入各种助剂等方法来提高和改进PBT的综合性能，但现有技术的上述方法在改善PBT性能方面均存在许多不理想之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻燃能效和具有永久抗静电性能及优良综合性能的抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 50%～70%、TPU 5%～15%、微米碳酸钙5%～15%、抗静电剂3%～5%、聚合型阻燃剂8%～15%、协效阻燃剂3%～8%、表面处理剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～1.5%。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性黏度为0.85～1.25dl/g。

所述的TPU为热塑性聚氨酯高分子弹性体。

所述的微米碳酸钙的平均粒径在0.5μm～10μm之间。

所述的抗静电剂为市售的HBS-510抗静电剂或HDC-102抗静电剂。

所述的聚合型阻燃剂为聚2，6-二溴亚苯基醚，相对分子量为5000～8000。

所述的协效阻燃剂为无机阻燃剂，包括三氧化二锑、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种。

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。

所述的抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物。

所述的润滑分散剂为聚硅氧烷、乙撑双硬酯酰胺、EVA、OP蜡、TAS-2A中的一种或几种的混合物。

上述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT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）将微米碳酸钙与表面处理剂按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～100℃温度下搅拌20～100分钟，使表面处理剂均匀包覆微米碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的微米碳酸钙；

（3）按重量配比称取TPU，并与上述表面处理的微米碳酸钙混合均匀，加入双辊筒开炼机或密炼机中，于120℃～140℃混炼5～10分钟，再经拉片、切料后制成TPU/微米碳酸钙母粒；

（4）按重量配比称取干燥处理后的PBT、抗静电剂、聚合型阻燃剂、协效阻燃剂、抗氧剂和润滑剂，加入高速混合机，同时加入TPU/微米碳酸钙母粒，使充分混合3～5分钟；

（5）再将步骤（4）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为200～500转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机共混、挤出造粒，即得一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明所制得的PBT复合材料可以大幅度提高缺口冲击韧性、刚性和耐热性的同时保持较好的拉伸强度，具有显著增韧、增强、增刚的优点，其阻燃能效高，抗静电静性好（表面电阻可达10⁷～10¹⁰Ω·m），电气性能优良，而且成本低，制备方法简单和操作方便，易于实现工业化，可广泛应用在电子电气、汽车工业、机械配件、建筑结构等领域。

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：

一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 60%、TPU 10%、微米碳酸钙10%、HBS-510抗静电剂4%、聚2，6-二溴亚苯基醚10%、三氧化二锑5%、硬脂酸0.3%、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物0.2%、聚硅氧烷0.5%，其中，PBT的特性黏度为0.85～1.25dl/g，TPU为热塑性聚氨酯高分子弹性体，微米碳酸钙的平均粒径在0.5μm～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）将微米碳酸钙与硬脂酸按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～100℃温度下搅拌20～100分钟，使硬脂酸均匀包覆微米碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的微米碳酸钙；（3）按重量配比称取TPU，并与上述表面处理的微米碳酸钙混合均匀，加入双辊筒开炼机或密炼机中，于120℃～140℃混炼5～10分钟，再经拉片、切料后制成TPU/微米碳酸钙母粒；（4）按重量配比称取干燥处理后的PBT、HBS-510抗静电剂、聚2，6-二溴亚苯基醚、三氧化二锑、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物和聚硅氧烷，加入高速混合机，同时加入TPU/微米碳酸钙母粒，使充分混合3～5分钟；（5）再将步骤（4）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为200～500转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机共混、挤出造粒，即得一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

实施例2：

一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 50%、TPU 15%、微米碳酸钙15%、HDC-102抗静电剂5%、聚2，6-二溴亚苯基醚8%、氢氧化铝4%、硬脂酸钙0.5%、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物1%、乙撑双硬酯酰胺1.5%，其中，PBT的特性黏度为0.85～1.25dl/g，TPU为热塑性聚氨酯高分子弹性体，微米碳酸钙的平均粒径在0.5μm～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）将微米碳酸钙与硬脂酸钙按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～100℃温度下搅拌20～100分钟，使硬脂酸钙均匀包覆微米碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的微米碳酸钙；（3）按重量配比称取TPU，并与上述表面处理的微米碳酸钙混合均匀，加入双辊筒开炼机或密炼机中，于120℃～140℃混炼5～10分钟，再经拉片、切料后制成TPU/微米碳酸钙母粒；（4）按重量配比称取干燥处理后的PBT、HDC-102抗静电剂、聚2，6-二溴亚苯基醚、氢氧化铝、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物和乙撑双硬酯酰胺，加入高速混合机，同时加入TPU/微米碳酸钙母粒，使充分混合3～5分钟；（5）再将步骤（4）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为200～500转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机共混、挤出造粒，即得一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

实施例3：

一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 70%、TPU 5%、微米碳酸钙5%、HBS-510抗静电剂4%、聚2，6-二溴亚苯基醚10%、氢氧化镁5%、硅烷0.1%、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物0.3%、TAS-2A 0.6%，其中，PBT的特性黏度为0.85～1.25dl/g，TPU为热塑性聚氨酯高分子弹性体，微米碳酸钙的平均粒径在0.5μm～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）将微米碳酸钙与硅烷按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～100℃温度下搅拌20～100分钟，使硅烷均匀包覆微米碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的微米碳酸钙；（3）按重量配比称取TPU，并与上述表面处理的微米碳酸钙混合均匀，加入双辊筒开炼机或密炼机中，于120℃～140℃混炼5～10分钟，再经拉片、切料后制成TPU/微米碳酸钙母粒；（4）按重量配比称取干燥处理后的PBT、HBS-510抗静电剂、聚2，6-二溴亚苯基醚、氢氧化镁、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物和TAS-2A，加入高速混合机，同时加入TPU/微米碳酸钙母粒，使充分混合3～5分钟；（5）再将步骤（4）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为200～500转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机共混、挤出造粒，即得一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。

Claims (10)

1.一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PBT 50%～70%、TPU 5%～15%、微米碳酸钙5%～15%、抗静电剂3%～5%、聚合型阻燃剂8%～15%、协效阻燃剂3%～8%、表面处理剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～1.5%。

2.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的TPU为热塑性聚氨酯高分子弹性体。

3.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的微米碳酸钙的平均粒径在0.5μm～10μm之间。

4.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的抗静电剂为市售的HBS-510抗静电剂或HDC-102抗静电剂。

5.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的聚合型阻燃剂为聚2，6-二溴亚苯基醚，相对分子量为5000～8000。

6.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的协效阻燃剂为无机阻燃剂，包括三氧化二锑、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT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。

8.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物。

9.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料，其特征在于，所述的润滑分散剂为聚硅氧烷、乙撑双硬酯酰胺、EVA、OP蜡、TAS-2A中的一种或几种的混合物。

10.根据权利要求1所述的一种抗静电增韧增强增刚的PBT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）将微米碳酸钙与表面处理剂按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～100℃温度下搅拌20～100分钟，使表面处理剂均匀包覆微米碳酸钙，然后冷却至低于40℃制得表面处理的微米碳酸钙；

（3）按重量配比称取TPU，并与上述表面处理的微米碳酸钙混合均匀，加入双辊筒开炼机或密炼机中，于120℃～140℃混炼5～10分钟，再经拉片、切料后制成TPU/微米碳酸钙母粒；

（4）按重量配比称取干燥处理后的PBT、抗静电剂、聚合型阻燃剂、协效阻燃剂、抗氧剂和润滑剂，加入高速混合机，同时加入TPU/微米碳酸钙母粒，使充分混合3～5分钟；

（5）再将步骤（4）的混合物加入同向双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为200～500转/分钟，机筒温度在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机共混、挤出造粒，即得一种抗静电增韧增强增刚的PBT复合材料。