CN104419151A - 具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤pbt复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT60%～80%、无机粒子5%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、二元醇1%～4%、相容剂2.5%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，采用无机粒子经二异氰酸酯与二元醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机粒子表面包覆，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的无机粒子-弹性体的核壳结构分散相，使其得到很好的结合，并显示出优良的协同作用，一方面生成的弹性体显著提高材料的韧性，另一方面无机粒子则显著提高材料的强度和刚度，而且形成的核壳结构将无机粒子与基体之间形成橡胶界面层，还可以提高材料的分散性，提高材料的综合力学性能等。

Description

具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种综合性能优良和用途很广的的结晶性聚合物，但由于缺口冲击强度低、脆性大、韧性不足等缺点，限制了PBT在某些领域中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能好和处理工艺简单的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 60%～80%、无机粒子5%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、二元醇1%～4%、相容剂2.5%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的无机粒子为粒径在1000目以上的碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、滑石粉、高岭土和硅藻土中的一种或几种的混合物。

所述的二元醇为丁二醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇中的一种。

所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）。

所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。

所述的抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物。

上述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将各组分按重量比例配料；

（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；

（3）将无机粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；

（4）将干燥处理后的PBT、无机粒子、相容剂和抗氧剂加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；

（5）将二元醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；

（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经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，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。

本发明的有益效果是，采用无机粒子经二异氰酸酯与二元醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机粒子表面包覆，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的无机粒子-弹性体的核壳结构分散相，使其得到很好的结合，并显示出优良的协同作用，一方面生成的弹性体显著提高材料的韧性，另一方面无机粒子则显著提高材料的强度和刚度，而且形成的核壳结构将无机粒子与基体之间形成橡胶界面层，还可以提高材料的分散性，提高材料的综合力学性能等。

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：

一种具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 65%、粒径在1000目以上的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、丁二醇3%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）5%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维15%、主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量比例配料；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；（3）将碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；（4）将干燥处理后的PBT、碳酸钙、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）和主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；（5）将丁二醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经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，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。

实施例2：

一种具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 75%、粒径在1000目以上的氢氧化铝5%、二异氰酸酯1%、聚碳酸酯二元醇2%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）4.5%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维12%、主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：制备方法：（1）将各组分按重量比例配料；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；（3）将氢氧化铝在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；（4）将干燥处理后的PBT、氢氧化铝、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）和主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；（5）将聚碳酸酯二元醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经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，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。

Claims (7)

1.一种具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PBT 60%～80%、无机粒子5%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、二元醇1%～4%、相容剂2.5%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，所述的无机粒子为粒径在1000目以上的碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、滑石粉、高岭土和硅藻土中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，所述的二元醇为丁二醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）。

5.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。

6.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物。

7.根据权利要求1所述的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将各组分按重量比例配料；

（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；

（3）将无机粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；

（4）将干燥处理后的PBT、无机粒子、相容剂和抗氧剂加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；

（5）将二元醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；

（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经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，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的具有弹性体与无机粒子核壳结构的加纤PBT复合材料。