CN106317802A - 一种基于nmt技术的pbt组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于NMT技术的PBT塑料组合物及其制造方法，包括以下重量份的各组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯：25‑80份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：1‑25份；玻璃纤维：5‑50份；导热添加剂：10‑50份；增韧剂：3‑20份；成核剂：0.1‑10份；流动改制剂：0.1‑10份；热稳定剂：0.1‑5份；耐候剂：0.1‑5份，润滑剂：0.1‑5份；颜料：0.1‑3份。通过不同的原材料和配比能够生产出易成型、强度高、韧性好、导热性能佳、与金属粘结力强的热塑性PBT组合物，满足纳米成型技术的要求。

Description

一种基于NMT技术的PBT组合物及其制造方法
技术领域
本发明属于高分子新材料制造技术领域，特别是涉及一种易成型、强度高、韧性好、导热性能佳、与金属粘结力强的热塑性PBT组合物。
背景技术
目前随着智能手机以及平板电脑等消费电子技术的迅猛发展，越来越多的新技术新材料被应用到这些领域。一方面消费者对这些手持设备的外观、触摸感、尺寸、重量等要求越来越高，使得金属材料达到越来越广泛的应用；另一方面随着这些手持设备需求量的大增，如何提高生产效率、节约成本、部件集成化也是各个厂商面临的难题。
一般来说传统的金属中框加工通常采用冲压、挤压、锻压与CNC结合的加工方式，此方法的缺点是生产效率低，原材料浪费大，成本较高。通过NMT技术把塑料注塑到金属上替代一部分复杂结构可以克服这种缺点。这种金属与塑胶的完美结合NMT技术完全可以取代传统的胶合、模内包覆射出、金属铆接等技术，从而达成轻、薄、小的目的，而且生产效率大为提高。
另外，随着电子产品的轻量化、薄壁化、微型化、集成化、功能多样化，散热也成为一个不可忽视的问题，但由于传统的塑胶都是热绝缘的，这使得电子设备内部的热量难以快速传导到设备外部散热，手持设备温度升高一方面使消费者体验下降，另一方面也对内部的电子设备产生不利影响，因此塑胶的导热性能也显得尤其重要。
虽然目前已有不少有关PBT的NMT技术专利发明，也有不少有关PBT的导热专利发明，但并未发现有将两者结合在一起并应用于电子设备的专利发明。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种基于NMT技术的PBT组合物及其制造方法，用于研发出一种易成型、强度高、韧性好、导热性能佳、与金属粘结力强的热塑性PBT组合物。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于NMT技术的PBT组合物，包括以下重量份的各组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯：25-80份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：1-25份；玻璃纤维：5-50份；导热添加剂：10-50份；增韧剂：3-20份；成核剂：0.1-10份；流动改制剂：0.1-10份；热稳定剂：0.1-5份；耐候剂：0.1-5份，润滑剂：0.1-5份；颜料：0.1-3份。
优选的，包括以下重量份的各组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯41.6-54.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：5-20份；玻璃纤维：10-30份；导热添加剂：10-30份；增韧剂：6-8份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份，润滑剂：0.3份
优选地，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘数为0.5-1.5dl/g；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.4-1.5dl/g，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其直径为5-15微米。
优选地，所述导热添加剂为碳纤维、石墨、金属纤维、氧化锌、二氧化钛、金属氮化物中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，马来酸酐-乙烯-丙/辛烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述成核剂为滑石粉、纳米硅酸盐、苯甲酸盐、饱和羧酸盐、乙烯/丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡、有机磷酸盐中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述流动改制剂为低分子量的PBT齐聚物
优选地，所述热稳定剂酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂、光屏蔽剂、二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、羟基苯三嗪类、苯甲酸类中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸酯类、聚乙烯蜡、硅酮类或乙撑双硬脂酰胺中的一种或一种以上的组合物。
优选地，所述颜料为钛白粉、硫化锌、氧化锌、碳黑、有机黑、酞青或其它有机或无机颜料。
一种用于制造基于NMT技术的PBT塑料组合物的制造方法，包括以下步骤：
（1）将30-80重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、1-25重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、10-50重量份的导热添加剂、3-20重量份的增韧剂、0.1-10重量份的成核剂、0.1-10重量份的流动改制剂、0.1-5重量份的热稳定剂、0.1-5重量份的耐候剂、0.1-5重量份的润滑剂、0.1-3重量份的颜料预混合均匀得到预混物。
（2）将预混物由主加料口加入到双螺杆挤出机中，5-50重量份的玻璃纤维由挤出机下游侧边加入，预混物和玻璃纤维在挤出机中熔融共混并挤出，将挤出物进行冷却、切粒、分筛处理，由此制得用于纳米成型技术并具有导热功能的PBT 塑料组合物。
优选地，所述挤出机为螺杆头呈半橄榄球形的双螺杆挤出机，采用的加工温度为230℃-290℃。
如上所述，本发明的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，具有以下有益效果：由于采用优化的PBT粘度树脂以及流动改制剂，该塑料组合物具有易成型，玻璃纤维与增韧剂的加入平衡了组合物的强度和韧性，导热添加剂则改善了组合物的导热性能，改善了产品的散热性能，而与金属的粘结力则达到了竞争者水平。对金属中框采用NMT 注塑工艺，使得金属与塑料可以一体成形，不但能够兼顾金属质感，散热效果更好，也可以简化金属中框机构件设计，让金属中框更轻、薄、小，且较CNC加工方法更具成本效益。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
具体实施例1：
一种基于NMT技术的PBT塑料组合物及其制造方法，将48.6重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、1重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、 20重量份的导热添加剂、6重量份的增韧剂、0.5重量份的成核剂、3重量份的流动改制剂、0.25重量份的热稳定剂、0.35重量份的耐候剂、0.3重量份的润滑剂预混合均匀得到预混物。将预混物由主加料口加入到双螺杆挤出机中，20重量份的玻璃纤维由挤出机下游侧边加入，预混物和玻璃纤维在挤出机中熔融共混并挤出，将挤出物进行冷却、切粒、分筛处理，由此制得用于纳米成型技术并具有导热功能的PBT塑料组合物。所采用挤出机为螺杆头呈半橄榄球形的双螺杆挤出机，采用的加工温度为250℃-280℃，螺杆转速适中。
具体实施例2：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：44.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：5份；玻璃纤维：20份；导热添加剂：20份；增韧剂：6份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例3：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：41.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：8份；玻璃纤维：20份；导热添加剂：20份；增韧剂：6份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例4：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：29.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：20份；玻璃纤维：20份；导热添加剂：20份；增韧剂：6份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例5：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：51.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：8份；玻璃纤维：20份；导热添加剂：10份；增韧剂：6份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例6：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：29.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：8份；玻璃纤维：20份；导热添加剂：30份；增韧剂：8份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例7：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：54.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：8份；玻璃纤维：10份；导热添加剂：20份；增韧剂：6份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
具体实施例8：
将具体实施例1中的原材料及其配比换成以下比例，组分及重量份为：聚对苯二甲酸丁二醇酯：29.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：8份；玻璃纤维：30份；导热添加剂：20份；增韧剂：8份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份；润滑剂：0.3份。加工步骤参照具体实施例1。
以上实施例各取产品进行测试。
在所有对比实验中，保持相同的烘料条件，120℃/4h,注塑条件，料筒温度250℃-280℃，模温140℃，中等注塑速度。
本发明中使用的金属粘接力测试标准参照日本大成化学专利中的标准，金属和塑胶的结合面面积为0.5cm-2。结合力测试为双向拉伸测试。
导热率采用ASTM E 1530测试方法。
将对比例和各实施例样品进行性能测试。测试结果如下表所示：
表1.本发明所述PBT组合物与对比物的性能对比
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：包括以下重量份的各组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯：25-80份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：1-25份；玻璃纤维：5-50份；导热添加剂：10-50份；增韧剂：3-20份；成核剂：0.1-10份；流动改制剂：0.1-10份；热稳定剂：0.1-5份；耐候剂：0.1-5份，润滑剂：0.1-5份；颜料：0.1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：包括以下重量份的各组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯41.6-54.6份；聚对苯二甲酸乙二醇酯：5-20份；玻璃纤维：10-30份；导热添加剂：10-30份；增韧剂：6-8份；成核剂：0.5份；流动改制剂：3份；热稳定剂：0.25份；耐候剂：0.35份，润滑剂：0.3份。
3.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘数为0.5-1.5dl/g；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.4-1.5dl/g，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其直径为5-15微米。
4.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述导热添加剂为碳纤维、石墨、金属纤维、氧化锌、二氧化钛、金属氮化物中的一种或一种以上的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，马来酸酐-乙烯-丙/辛烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述成核剂为滑石粉、纳米硅酸盐、苯甲酸盐、饱和羧酸盐、乙烯/丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡、有机磷酸盐中的一种或一种以上的组合物。
7.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述流动改制剂为低分子量的PBT齐聚物。
8.根据权利要求1所述的一种高基于NMT技术并具有导热功能的PBT塑料组合物，其特征在于：所述热稳定剂酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂中的一种或一种以上的组合物。
9.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂、光屏蔽剂、二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、羟基苯三嗪类、苯甲酸类中的一种或一种以上的组合物。
10.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸酯类、聚乙烯蜡、硅酮类或乙撑双硬脂酰胺中的一种或一种以上的组合物。
11.根据权利要求1所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物，其特征在于：所述颜料为钛白粉、硫化锌、氧化锌、碳黑、有机黑、酞青或其它有机或无机颜料。
12.一种用于如权利要求1~11任一项所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将30-80重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、1-25重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、10-50重量份的导热添加剂、3-20重量份的增韧剂、0.1-10重量份的成核剂、0.1-10重量份的流动改制剂、0.1-5重量份的热稳定剂、0.1-5重量份的耐候剂、0.1-5重量份的润滑剂、0.1-3重量份的颜料预混合均匀得到预混物；
（2）将预混物由主加料口加入到双螺杆挤出机中，5-50重量份的玻璃纤维由挤出机下游侧边加入，预混物和玻璃纤维在挤出机中熔融共混并挤出，将挤出物进行冷却、切粒、分筛处理，由此制得用于纳米成型技术并具有导热功能的PBT 塑料组合物。
13.根据权利要求12所述的一种基于NMT技术的PBT塑料组合物的制造方法，其特征在于：所述挤出机为螺杆头呈半橄榄球形的双螺杆挤出机，采用的加工温度为220℃-290℃。
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