CN106398136A - 一种用于nmt技术的低粘度聚酯工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料及其制备方法。所述低粘度聚酯工程塑料按重量份数计，包括以下组分PBT 20‑80份，低粘高分子物质2‑30份，玻璃纤维20‑60份，增韧剂2‑30份，热稳定剂0.05‑3份。本发明的低粘度聚酯工程塑料通过主体聚酯PBT、低粘高分子、辅助增韧剂、玻璃纤维的复配使得制得的塑料具有较低的粘度，与金属间结合力优异，同时具有优异的刚性。

Description

一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯工程塑料及其制备方法，特别涉及一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料及其制备方法。
背景技术
NMT(Nano Molding Technology)技术，是将金属与塑料一体化结合的纳米注塑成型技术。一般常将金属经化学液(酸、碱)刻蚀，在表面形成连续的纳米孔洞(20-30nm)，再经T处理使胺类物质(水合肼、乙二胺、氨基甲酸酯等)留在纳米孔洞中。注塑时，树脂熔体中的极性基团与金属表面纳米孔洞中的胺类物质发生化学反应，产生“锚定效果”，从而使二者牢固结合在一起。该技术在简化生产工艺的同时使产品更为轻薄，广泛应用于手机天线、手机壳体、笔记本外壳等电子电器产品中。
当前NMT技术中所使用的金属材料多为铝、镁及其合金，树脂材料则以玻纤填充聚苯硫醚(PPS)和玻纤填充聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为主。PPS与金属结合力优异，但加工困难，难以提供彩色；PBT流动性好，易于加工成型，PBT容易染色，结合力没有PPS材料好，同时玻纤填充PBT材料粘度高，冲模困难，冷却快结晶快，不利于PBT与金属间的粘结强度。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料。本发明的低粘度聚酯工程塑料通过主体聚酯PBT、低粘高分子、辅助增韧剂、玻璃纤维的复配使得制得的塑料具有较低的粘度，与金属间结合力优异，同时具有优异的刚性。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
PBT例如为22份、28份、35份、40份、50份、60份、70份、78份等。
低粘高分子例如为4份、7份、10份、15份、20份、26份等。
玻璃纤维例如为24份、33份、38份、45份、52份、59份等。
增韧剂例如为4份、7份、11份、15份、19份、25份等。
热稳定剂例如为0.08份、0.15份、0.4份、0.8份、1.5份、2.2份、2.7份等。
本发明所述的低粘度聚酯工程塑料，其制备过程通过主体聚酯PBT、低粘高分子、辅助增韧剂、玻璃纤维、热稳定剂复配使用实现。
添加低粘高分子使玻纤填充PBT材料粘度大幅度降低，冲模顺利，利于排气，使PBT材料结晶化速度减慢，增加了聚酯与金属间结合力；同时赋予制品优异的刚性。
作为优选，本发明所述的低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
作为优选，本发明所述的低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，还包括抗氧剂和/色粉；优选抗氧剂0.05-2份，例如为0.08份、0.15份、0.3份、0.5份、0.7份、1.0份、1.8份、2.5份等，更优选抗氧剂0.1-1份。色粉的量可根据需要添加合适的量。
优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述聚酯树脂包括主体聚酯PBT。
优选地，所述低粘高分子物质的特性粘度为1.0-11.0dL/g，例如为1.5dL/g、2.3dL/g、2.8dL/g、3.6dL/g、5.0dL/g、6.3dL/g、7.5dL/g、8.4dL/g、9.1dL/g、9.7dL/g等。
优选地，所述低粘高分子为聚己内酯(PCL)、聚乙丙交酯共聚物(PLGA)、聚丙交酯己内酯共聚物(PLCL)中一种或两种以上的组合，优选为聚己内酯。
优选地，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的短切玻纤，加入玻纤可以显著降低材料的线膨胀系数。
优选地，所述增韧剂为反应型聚烯烃类增韧剂，优选为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物、聚烯烃-缩水甘油酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种以上的组合，进一步优选为乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。本发明加入的增韧剂不仅可以改善聚酯间的相容性，提高材料韧性，而且赋予材料更高的极性，有利于注塑时聚酯熔体与金属表面胺类物质充分反应。
优选地，所述热稳定剂为有机锡类热稳定剂、金属皂类热稳定剂中的一种或两种以上的组合，优选有机锡类热稳定剂。
优选地，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，用以提高材料的热氧化稳定性。
本发明的目的之一还在于提供一种本发明所述的用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将本发明所述各组分均匀混合；
(2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；
(3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于NMT技术的聚酯工程塑料。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(1)中混合使用高速混合机。
优选地，所述混合的时间为2min以上，优选为5-10min。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行。
优选地，熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为240-250℃，七区温度为240-250℃，八区温度为240-250℃，九区温度为240-250℃，机头温度为240-260℃。
优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
本发明通过优化配方工艺使玻纤填充PBT材料粘度降低，冲模顺利，利于排气，使PBT材料结晶化速度减慢，增加了聚酯与金属间结合力；同时赋予制品优异的刚性。
本发明提供的用于NMT技术的聚酯工程塑料，其性能可以达到：粘结强度：＞28MPa，250℃条件下粘度：＜130Pa·s，拉伸强度：＞150MPa，冲击强度：＞120J/m。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
低粘高分子物质为聚己内酯；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
热稳定剂为马来酸锡盐有机锡热稳定剂；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：32MPa，250℃条件下粘度：121Pa·s，拉伸强度：173MPa，冲击强度：136J/m。
实施例2
一种低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
低粘高分子物质为聚乙丙交酯共聚物；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
热稳定剂为硬脂酸钡金属皂类热稳定剂；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：29MPa，250℃条件下粘度：128Pa·s，拉伸强度：183MPa，冲击强度：169J/m。
实施例3
一种低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
低粘高分子物质为聚丙交酯己内酯共聚物；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
热稳定剂为二烷基锡马来酸盐有机锡类热稳定剂和硬脂酸钡金属皂类热稳定剂的混合(质量比1:1)；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：30MPa，250℃条件下粘度：125Pa·s，拉伸强度：173MPa，冲击强度：162J/m。
实施例4
一种低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
低粘高分子物质为聚己内酯、聚乙丙交酯共聚物的混合物(质量比1:1)；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
热稳定剂为马来酸锡盐有机锡热稳定剂；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：35MPa，250℃条件下粘度：115Pa·s，拉伸强度：162MPa，冲击强度：147J/m。
实施例5
一种低粘度聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
低粘高分子物质为聚己内酯、聚乙丙交酯共聚物、聚丙交酯己内酯共聚物(质量比1:1:1)；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
热稳定剂为硬脂酸钡金属皂类热稳定剂；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：32MPa，250℃条件下粘度：122Pa·s，拉伸强度：169MPa，冲击强度：160J/m。
对比例1
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述增韧剂、抗氧剂和热稳定剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：13MPa，250℃条件下粘度：182Pa·s，拉伸强度：173MPa，冲击强度：155J/m。
可见，不添加低粘高分子制得的塑料的粘度较高，粘接强度低，只适用于连接强度要求偏低的制品。
对比例2
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述增韧剂为非反应型的热塑性弹性体乙烯一辛烯共聚物(POE)，商品牌号为Engage 8180。
所述抗氧剂、热稳定剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：30MPa，250℃条件下粘度：120Pa·s，拉伸强度：165MPa，冲击强度：105J/m。
可见，不使用本发明的反应型聚烯烃类增韧剂，所得到纳米注塑PBT材料粘接强度较好，但是冲击韧性较差，不利于制品跌落测试，具有制品跌落脆裂风险。
对比例3
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述低粘高分子物质、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：20MPa，250℃条件下粘度：118Pa·s，拉伸强度：56MPa，冲击强度：220J/m。
可见，不添加玻璃纤维制得的塑料冲击韧性虽高，但连接强度较低，因为玻纤材料热膨胀系数和金属更接近。因此，只有本发明的组分PBT、低粘高分子物质、玻璃纤维等配合使用才能取得本发明所要达到的效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。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 (10)

1.一种用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，还包括抗氧剂和/色粉；优选抗氧剂0.05-2份，更优选抗氧剂0.1-1份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
5.根据权利要求1-4任一项所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
6.根据权利要求1-5任一项所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，所述低粘高分子物质的特性粘度为1.0-11.0dL/g；
优选地，所述低粘高分子为聚己内酯、聚乙丙交酯共聚物、聚丙交酯己内酯共聚物中一种或两种以上的组合，优选为聚己内酯；
优选地，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的短切玻纤。
7.根据权利要求1-6任一项所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，所述增韧剂为反应型聚烯烃类增韧剂，优选为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物、聚烯烃-缩水甘油酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种以上的组合，进一步优选为乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
优选地，所述热稳定剂为有机锡类热稳定剂、金属皂类热稳定剂中的一种或两种以上的组合，优选有机锡类热稳定剂。
8.根据权利要求3-7任一项所述的低粘度聚酯工程塑料，其特征在于，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成。
9.一种权利要求1-8任一项所述的用于NMT技术的低粘度聚酯工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将本发明所述各组分混合；
(2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；
(3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于NMT技术的聚酯工程塑料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中混合使用高速混合机；
优选地，所述混合的时间为2min以上，优选为5-10min；
优选地，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行；
优选地，熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为240-250℃，七区温度为240-250℃，八区温度为240-250℃，九区温度为240-250℃，机头温度为240-260℃；
优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
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