CN105086387A

CN105086387A - 一种改性pbt聚酯及其加工工艺

Info

Publication number: CN105086387A
Application number: CN201510556430.6A
Authority: CN
Inventors: 陆国强
Original assignee: TAICANG HONGYI CHEMICAL FIBER CO Ltd
Current assignee: TAICANG HONGYI CHEMICAL FIBER CO Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明公开了一种改性PBT聚酯及其加工工艺。本发明的改性PBT聚酯，按重量份计，包括如下组分：PBT树脂40～70份、玻璃纤维20～40份、弹性体10～20份、纳米级无机刚性粒子10～20份、分散剂0.1～1份、偶联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份。纳米级无机刚性粒子与弹性体和玻璃纤维三者一起具有增韧的协同作用，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。另外，三者共同使用，其韧性提高幅度大于单独使用相同量的弹性体的韧性，从而大大降低了弹性体的用量，降低了成本，而且本发明提供的加工工艺容易操作，易于工业化生产。

Description

一种改性PBT聚酯及其加工工艺

技术领域

本发明涉及PBT技术领域，尤其涉及一种改性PBT聚酯及其加工工艺。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，属于聚酯系列，又称为热塑性聚酯塑料，PBT纤维是由高纯度对苯二甲酸或对苯二甲酯与1,4-丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。PBT具有优异的综合性能，如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。主要缺点是缺口冲击强度低、成型收缩率大、耐水解性差、易受卤化烃侵蚀，经玻纤增强后，因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲。PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用，并成为继聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。然而，未增韧PBT树脂的缺口敏感性成为限制其进一步推广应用的主要因素。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种改性PBT聚酯，该材料的韧性强，强度、刚性和耐热性好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性PBT聚酯，按重量份计，包括如下组分：PBT树脂40～70份，例如40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份；玻璃纤维20～40份，例如20份、25份、30份、35份、40份；弹性体10～20份，例如10份、12份、14份、16份、18份、20份；纳米级无机刚性粒子10～20份，例如10份、12份、14份、16份、18份、20份；分散剂0.1～1份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.8份、1份；偶联剂0.5～1份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份；抗氧剂0.5～1份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。

弹性体具有显著增韧特性，弹性体增韧虽使材料的韧性大幅度提高，但同时使材料的强度、刚度、耐热性及加工性能大幅度下降。而无机刚性粒子在进一步提高材料韧性的同时，可以保持材料的强度，提高材料的刚性和耐热性。

本发明的所述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或至少两种。

刚性粒子增韧技术是制备兼具高刚性和高韧性的聚合物复合体系的有效手段，不仅具有重要的理论研究价值，而且具有广阔的应用前景和商业价值。刚性粒子增韧聚合物的实现来源于两方面的贡献，其一是刚性粒子的引入所导致的局部应力状态的改变。通过脱粘、空化、三维应力约束的解除为基体的剪切屈服提供应力条件。其二是刚性粒子对基体的结晶行为产生影响，使晶粒尺寸变小，完善程度降低，甚至在界面附近形成择优取向的滑移阻力较小的结晶层，从而促进基体发生屈服变形。

优选地，本发明采用的刚性粒子为纳米级无机刚性粒子。所述纳米级无机刚性粒子的平均粒径为10～50nm，例如10nm、20nm、30nm、40nm、50nm。

纳米级无机刚性粒子为纳米级SiC、Si₃N₄和CaCO₃中的一种或至少两种。

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或至少两种。

所述分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAF、TAS-2A、EBS中的一种或至少两种。

所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。

本发明的目的之二在于提供一种改性PBT聚酯的加工工艺，包括如下步骤：

(1)将PBT树脂在110～150℃下干燥1～3h；

(2)按重量份计，称取干燥后的PBT树脂40～70份、玻璃纤维20～40份、弹性体10～20份、纳米级无机刚性粒子10～20份、分散剂0.1～1份、偶联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份，加入高速混合机中混合0.5～1h制备得到混合物；

(3)将步骤(2)制备得到的混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒，制备得到改性PBT聚酯。

所述步骤(3)中的挤出造粒过程的具体条件为，控制螺杆转速为120～200转/分钟，控制机筒温度为170℃～230℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于玻璃纤维可以提高PBT的缺口冲击强度、耐水解性，弹性体具有显著增韧特性，而纳米级无机刚性粒子在进一步提高韧性的同时提高材料的强度、刚性和耐热性等，纳米级无机刚性粒子与弹性体和玻璃纤维三者一起具有增韧的协同作用，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。另外，三者共同使用，其韧性提高幅度大于单独使用相同量的弹性体的韧性，从而大大降低了弹性体的用量，降低了成本，而且本发明提供的加工工艺容易操作，易于工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

一种改性PBT聚酯，按重量份计包括如下组分：PBT树脂60份、玻璃纤维40份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、平均粒径为20nm的SiC15份、聚乙烯蜡0.6份、硅烷偶联剂0.8份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.6份。

制备方法：将PBT树脂在130℃下干燥1h；按重量份计，称取干燥后的PBT树脂60份、玻璃纤维40份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、平均粒径为20nm的SiC15份、聚乙烯蜡0.6份、硅烷偶联剂0.8份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.6份，加入高速混合机中混合1h制备得到混合物；将制备得到的混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制螺杆转速为180转/分钟，控制机筒温度为200℃，制备得到改性PBT聚酯。

实施例2

一种改性PBT聚酯，按重量份计包括如下组分：PBT树脂50份、玻璃纤维30份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物15份、平均粒径为40nm的Si₃N₄10份、聚乙烯蜡1份、钛酸酯偶联剂0.8份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5份。

制备方法：将PBT树脂在120℃下干燥1h；按重量份计，称取干燥后的PBT树脂50份、玻璃纤维30份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物15份、平均粒径为40nm的Si₃N₄10份、聚乙烯蜡1份、钛酸酯偶联剂0.8份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5份，加入高速混合机中混合1h制备得到混合物；将制备得到的混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制螺杆转速为200转/分钟，控制机筒温度为210℃，制备得到改性PBT聚酯。

实施例3

一种改性PBT聚酯，按重量份计包括如下组分：PBT树脂40份、玻璃纤维25份、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体20份、平均粒径为30nm的CaCO₃20份、聚乙烯蜡0.8份、铝酸酯偶联剂0.7份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.9份。

制备方法：将PBT树脂在150℃下干燥1h；按重量份计，称取干燥后的PBT树脂40份、玻璃纤维25份、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体20份、平均粒径为30nm的CaCO₃20份、聚乙烯蜡0.8份、铝酸酯偶联剂0.7份、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.9份，加入高速混合机中混合1h制备得到混合物；将制备得到的混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制螺杆转速为190转/分钟，控制机筒温度为180℃，制备得到改性PBT聚酯。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种改性PBT聚酯，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：PBT树脂40～70份、玻璃纤维20～40份、弹性体10～20份、纳米级无机刚性粒子10～20份、分散剂0.1～1份、偶联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，所述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或至少两种。

3.根据权利要求1所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，所述纳米级无机刚性粒子的平均粒径为10～50nm。

4.根据权利要求3所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，纳米级无机刚性粒子为纳米级SiC、Si₃N₄和CaCO₃中的一种或至少两种。

5.根据权利要求1所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或至少两种。

6.根据权利要求1所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAF、TAS-2A、EBS中的一种或至少两种。

7.根据权利要求1所述的一种改性PBT聚酯，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述的改性PBT聚酯的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将PBT树脂在110～150℃下干燥1～3h；

9.根据权利要求8所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的挤出造粒过程的具体条件为，控制螺杆转速为120～200转/分钟，控制机筒温度为170℃～230℃。