CN108659477A - 一种耐候纳米改性塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐候纳米改性塑料及其制备方法，涉及塑料材料技术领域。本发明耐候纳米改性塑料由以下原料制成：PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂、松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂。本发明耐候纳米改性塑料具有较好的耐候性能，能够减缓塑料制品在光照环境下外观及机械性能的降低，从而在外观要求较高的家电、消费电子产品、汽车等领域具有非常广阔的应用前景。

Description

一种耐候纳米改性塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种耐候纳米改性塑料及其制备方法。

背景技术

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料的主要成分是树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂约占塑料总重量的40-100％。塑料材料在人们的日常生活中以及工作中应用广泛，给人们的生活和工作提供了便利，受到人们的欢迎，应用领域广泛。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为一种结晶型热塑性聚酯，具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑，低摩擦系数，耐候性，在潮湿环境中仍保持各种物性，耐热水、碱类、酸类、油类，低温下可迅速结晶，成形性良好。玻纤增强PBT树脂广泛的用于汽车工业、电子工业及医疗等领域。当玻纤增强PBT树脂长时间暴露于阳光照射的环境中，材料易发生老化，表面光泽度下降，泛白，外观恶化，机械性能下降，严重影响产品性能，尤其是影响汽车外饰件的使用。因此，目前的玻纤增强PBT材料无法提供一些耐候方面的解决方案，限制了PBT树脂在一些汽车外饰领域的相关应用。

因此，研制一种耐候纳米改性塑料，对于塑料应用于汽车外饰领域尤为重要。

发明内容

针对现有技术中技术问题，本发明提供一种耐候纳米改性塑料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种耐候纳米改性塑料，所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂50-90份、HIPS树脂40-60份、纳米滑石粉5-10份、纳米膨润土6-12份、纳米改性二氧化硅5-10份、无机填料5-10份、结晶促进剂2-6份、松香酸1-3份、季戊四醇硬脂酸酯1-4份、抗氧化剂1-4份、热稳定剂2-5份、加工助剂1-3份。

优选的，所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂60-85份、HIPS树脂45-55份、纳米滑石粉6-9份、纳米膨润土8-11份、纳米改性二氧化硅6-8份、无机填料6-8份、结晶促进剂3-5份、松香酸1.5-2.5份、季戊四醇硬脂酸酯2-3份、抗氧化剂2-3份、热稳定剂3-4份、加工助剂1.5-2.5份。

优选的，所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂70份、HIPS树脂50份、纳米滑石粉8份、纳米膨润土9份、纳米改性二氧化硅7份、无机填料7份、结晶促进剂4份、松香酸2份、季戊四醇硬脂酸酯2.5份、抗氧化剂2.5份、热稳定剂3.5份、加工助剂2份。

优选的，所述HIPS树脂的熔体流动速率为10-15g/10min。

优选的，所述热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，所述有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5。

优选的，所述无机填料为碳酸钙、钛白粉、滑石粉中的至少一种。

优选的，所述加工助剂为增塑剂、脱模剂、UV吸收剂中的至少一种。

优选的，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物中的一种；所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成。

优选的，所述结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子。

一种耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中60-75℃高速混合5-8min，高速混合机的混合速度650-700r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，40-50℃低速搅拌3-4min，搅拌速度300-350r/min，再速度650-700r/min搅拌至温度升至75-80℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为170-190℃，螺杆转速为350-390rpm，真空度＜-0.06MPa。

本发明提供一种耐候纳米改性塑料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

本发明耐候纳米改性塑料具有较好的耐候性能，能够减缓塑料制品在光照环境下外观及机械性能的降低，从而在外观要求较高的家电、消费电子产品、汽车等领域具有非常广阔的应用前景；

本发明耐候纳米改性塑料原料采用PBT树脂、HIPS树脂为基材，配合纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂、松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂，添加原料合理，配方科学，纳米滑石粉、纳米膨润土与聚酯材料具有非常好的亲和性，同时纳米膨润土的片层结构非常有利于作为聚酯结晶的晶核模板，纳米膨润土的加入，大大降低了PET的结晶过冷度，结晶促进剂为热致性液晶聚合物，它是一种含大量芳环的聚酯，在融融状态下有序排列。其添加到PET材料中作为结晶促进剂，它的自发取向特性有效地对PET分子链进行增塑和润滑，降低了PET材料的玻璃化转变温度，增加了PET材料在低温时的结晶能力，因此降低了成型周期，获得了很高的热变形温度；获得的塑料制品具有更高的机械强度、耐热性能、更容易成型，而且其原材料易得并可直接用于工业化生产。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂50份、HIPS树脂40份、纳米滑石粉5份、纳米膨润土6份、纳米改性二氧化硅5份、无机填料5份、结晶促进剂2份、松香酸1份、季戊四醇硬脂酸酯1份、抗氧化剂1份、热稳定剂2份、加工助剂1份；

其中，HIPS树脂的熔体流动速率为10g/10min；热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，且有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5；无机填料为碳酸钙；加工助剂为增塑剂；增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS；抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成；结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子；

本实施例耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中60℃高速混合5-8min，高速混合机的混合速度650r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，40℃低速搅拌3min，搅拌速度300r/min，再速度650r/min搅拌至温度升至75℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为170℃，螺杆转速为350rpm，真空度为-0.06MPa。

实施例2：

本实施例耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂90份、HIPS树脂60份、纳米滑石粉10份、纳米膨润土12份、纳米改性二氧化硅10份、无机填料10份、结晶促进剂6份、松香酸3份、季戊四醇硬脂酸酯4份、抗氧化剂4份、热稳定剂5份、加工助剂3份；

其中，HIPS树脂的熔体流动速率为15g/10min；热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，且有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5；无机填料为钛白粉；加工助剂为增塑剂、脱模剂按照质量比1:1混合而成；增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物；抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成；结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子；

本实施例耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中75℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，50℃低速搅拌4min，搅拌速度350r/min，再速度700r/min搅拌至温度升至80℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为190℃，螺杆转速为390rpm，真空度为-0.1MPa。

实施例3：

本实施例耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂70份、HIPS树脂50份、纳米滑石粉8份、纳米膨润土9份、纳米改性二氧化硅7份、无机填料7份、结晶促进剂4份、松香酸2份、季戊四醇硬脂酸酯2.5份、抗氧化剂2.5份、热稳定剂3.5份、加工助剂2份；

其中，HIPS树脂的熔体流动速率为13g/10min；热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，且有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5；无机填料为碳酸钙、钛白粉、滑石粉按照质量比1：1：1混合而成；加工助剂为增塑剂、脱模剂、UV吸收剂按照质量比1：1：1混合而成；增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS；抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成；结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子；

本实施例耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中68℃高速混合7min，高速混合机的混合速度680r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，45℃低速搅拌3.5min，搅拌速度330r/min，再速度670r/min搅拌至温度升至78℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为180℃，螺杆转速为370rpm，真空度为-0.08MPa。

实施例4：

本实施例耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂60份、HIPS树脂45份、纳米滑石粉6份、纳米膨润土8份、纳米改性二氧化硅6份、无机填料6份、结晶促进剂3份、松香酸1.5份、季戊四醇硬脂酸酯2份、抗氧化剂2份、热稳定剂3份、加工助剂1.5份；

其中，HIPS树脂的熔体流动速率为10-15g/10min；热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，且有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5；无机填料为滑石粉；加工助剂为脱模剂；抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成；结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子；

本实施例耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中68℃高速混合7min，高速混合机的混合速度680r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，45℃低速搅拌3.5min，搅拌速度330r/min，再速度670r/min搅拌至温度升至78℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为180℃，螺杆转速为370rpm，真空度为-0.08MPa。

实施例5：

本实施例耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成PBT树脂85份、HIPS树脂55份、纳米滑石粉9份、纳米膨润土11份、纳米改性二氧化硅8份、无机填料8份、结晶促进剂5份、松香酸2.5份、季戊四醇硬脂酸酯3份、抗氧化剂3份、热稳定剂4份、加工助剂2.5份；

其中，HIPS树脂的熔体流动速率为10-15g/10min；热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，且有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5；无机填料为钛白粉、滑石粉按照质量比1:1混合而成；加工助剂为脱模剂、UV吸收剂按照质量比1:1混合而成；抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成；结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子；

本实施例耐候纳米改性塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中68℃高速混合7min，高速混合机的混合速度680r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，45℃低速搅拌3.5min，搅拌速度330r/min，再速度670r/min搅拌至温度升至78℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为180℃，螺杆转速为370rpm，真空度为-0.08MPa。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种耐候纳米改性塑料，其特征在于，所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂50-90份、HIPS树脂40-60份、纳米滑石粉5-10份、纳米膨润土6-12份、纳米改性二氧化硅5-10份、无机填料5-10份、结晶促进剂2-6份、松香酸1-3份、季戊四醇硬脂酸酯1-4份、抗氧化剂1-4份、热稳定剂2-5份、加工助剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于，所述所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂60-85份、HIPS树脂45-55份、纳米滑石粉6-9份、纳米膨润土8-11份、纳米改性二氧化硅6-8份、无机填料6-8份、结晶促进剂3-5份、松香酸1.5-2.5份、季戊四醇硬脂酸酯2-3份、抗氧化剂2-3份、热稳定剂3-4份、加工助剂1.5-2.5份。

3.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于，所述耐候纳米改性塑料由以下重量份的原料制成：PBT树脂70份、HIPS树脂50份、纳米滑石粉8份、纳米膨润土9份、纳米改性二氧化硅7份、无机填料7份、结晶促进剂4份、松香酸2份、季戊四醇硬脂酸酯2.5份、抗氧化剂2.5份、热稳定剂3.5份、加工助剂2份。

4.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述HIPS树脂的熔体流动速率为10-15g/10min。

5.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述热稳定剂为有机锡类和硬脂酸盐类复合热稳定体系，所述有机锡类和硬脂酸盐类的重量比为2：1.5。

6.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、钛白粉、滑石粉中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述加工助剂为增塑剂、脱模剂、UV吸收剂中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物中的一种；所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和硫代酯类抗氧剂按照质量比1.2:1复合而成。

9.根据权利要求1所述的耐候纳米改性塑料，其特征在于：所述结晶促进剂为分子量在5000-20000之间的热致性液晶高分子。

10.一种如权利要求1-7任一所述耐候纳米改性塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将PBT树脂、HIPS树脂、纳米滑石粉、纳米膨润土、纳米改性二氧化硅、无机填料、结晶促进剂加入到高速混合机中60-75℃高速混合5-8min，高速混合机的混合速度650-700r/min，冷却至室温，得到预混物；

S3、将松香酸、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧化剂、热稳定剂、加工助剂加入步骤S2得到预混物中，40-50℃低速搅拌3-4min，搅拌速度300-350r/min，再速度650-700r/min搅拌至温度升至75-80℃停止，升温速度为4℃/min，得到混合物，冷却至室温，将混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中，挤出温度为170-190℃，螺杆转速为350-390rpm，真空度＜-0.06MPa。