CN109337302A - 一种超低翘曲高抗冲玻纤增强pbt/pc/abs三元合金材料及制备方法 - Google Patents

一种超低翘曲高抗冲玻纤增强pbt/pc/abs三元合金材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及制备方法，相比于PBT/ABS合金，PC的加入可以提高基体的相容性，从而使材料的力学性能和冲击性能提高；同时在玻纤和矿物填料的协同作用下，使材料获得了超低翘曲的性能，而且材料的加工性能和其他力学性能保持良好，可以很好的应用在对翘曲和抗冲要求较高的大家电外壳中。

Description

一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及制 备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶、线型饱和聚酯。它具有优异的力学性能、电学性能、耐化学腐蚀、易成型及吸湿率低等特点，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，被广泛用于电子电器、家电及汽车等领域。但纯玻纤增强PBT树脂存在容易翘曲变形，冲击强度不好的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及制备方法，以满足材料在低变形大家电外壳中的应用。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，三元合金材料组分按下列各组分含量（wt%）构成：
PBT树脂25-50%、PC树脂10-30%、ABS树脂 10-30%、酯交换抑制剂 0.2-1%、相容剂2-5%、增韧剂2-5%、玻璃纤维10-30%、矿物填料2-10%、抗氧剂0.3-0.5%、润滑剂0.2-0.5%。
其中，PBT树脂粘度为0.8-1.2dL/g；PC树脂在300℃，1.2kg的熔融指数为5-25g/10min；ABS树脂在220℃，10kg的熔融指数为10-30g/10min。
其中，酯交换抑制剂为磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、正硅酸乙酯一种或其组合。
其中，相容剂为SMA或MAH-g-PP。
其中，增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、MBS或者高胶粉中的一种或其组合。
其中，矿物填料为滑石粉、玻璃微珠、云母粉的一种或其组合。
其中，抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按1:1-2:1的比例复配。
其中，润滑剂为EBS、PETS中的一种或其组合。
本发明还公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料的制备方法，采用上述的合金材料，包括以下步骤：
步骤1：将称取好的PBT树脂、PC树脂、ABS树脂、酯交换抑制剂、矿物填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂放入高速混合机混合90s，转速为250rpm，使其充分分散均匀；
步骤2：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在第六区通过侧喂料方式加入玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过配方、工艺双重优化，从而使材料的力学性能和冲击性能提高；同时在玻纤和矿物填料的协同作用下，使材料获得了超低翘曲的性能，而且材料的加工性能和其他力学性能保持良好，可以很好的应用在对翘曲和抗冲要求较高的大家电外壳中。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，三元合金材料组分按下列各组分含量（wt%）构成：
PBT树脂25-50%、PC树脂10-30%、ABS树脂 10-30%、酯交换抑制剂 0.2-1%、相容剂2-5%、增韧剂2-5%、玻璃纤维10-30%、矿物填料2-10%、抗氧剂0.3-0.5%、润滑剂0.2-0.5%。
其中，PBT树脂粘度为0.8-1.2dL/g；PC树脂在300℃，1.2kg的熔融指数为5-25g/10min；ABS树脂在220℃，10kg的熔融指数为10-30g/10min。
其中，酯交换抑制剂为磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、正硅酸乙酯一种或其组合。
其中，相容剂为SMA或MAH-g-PP。
其中，增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、MBS或者高胶粉中的一种或其组合。
其中，矿物填料为滑石粉、玻璃微珠、云母粉的一种或其组合。
其中，抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按1:1-2:1的比例复配。
其中，润滑剂为EBS、PETS中的一种或其组合。
本发明还公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料的制备方法，采用上述的合金材料，包括以下步骤：
步骤1：将称取好的PBT树脂、PC树脂、ABS树脂、酯交换抑制剂、矿物填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂放入高速混合机混合90s，转速为250rpm，使其充分分散均匀；
步骤2：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在第六区通过侧喂料方式加入玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
实施例2
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将25%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2%重量的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、0.4%重量的抗氧剂和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入30%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧化剂由0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例3
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将25%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、30%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2%重量的MBS、5%重量的滑石粉、0.4 %重量的抗氧剂和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入15%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧剂由0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例4
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将30%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、30%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2 %重量的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、5%重量的滑石粉、0.4%重量的抗氧剂（0.2%的氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成）和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入10%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧剂由0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例5
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将40%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、20%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2%重量的MBS、0.4 %重量的抗氧剂和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入15%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧剂0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例6
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将40%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、30%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、10%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2%重量的MBS、0.4 %重量的抗氧剂和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入15%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧剂由0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例7
本实施例以实施例1为基础，针对合金材料的配方和制备进行优化，具体公开了一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料及其制备方法：
将50%重量的粘度为0.83dL/g的PBT树脂、10%重量的熔融指数为20g/10min的PC树脂、10%重量的熔融指数为20g/10min的ABS树脂、0.3%重量的磷酸二氢钠、2%重量的SMA、2 %重量的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、5%重量的滑石粉、0.4 %重量的抗氧剂和0.3%重量的EBS放入高速混合机混合1min，转速为300rpm，使其充分分散均匀。
然后将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入20%重量的扁平玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
其中抗氧剂由0.2%的抗氧剂1010和0.2%抗氧剂168组成。
实施例8
本实施例以实施例2-7所制得的合金材料为实验对象，针对所制得的材料理化性能进行检测，测试项目如下表所示，具体测试标准均参照相应实验标准检测，此处不再赘述：
表1 试验结果一览表
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
密度（g/cm<sup>3</sup>） 1.41 1.33 1.26 1.29 1.27 1.34
灰分（%） 30.9 20.3 15.4 15.5 15.6 25
拉伸强度（MPa） 117 84 76 88 87 95
弯曲强度(MPa) 150 107 101 122 118 136
缺口冲击(KJ/m<sup>2</sup>) 12 8.2 7.5 9.9 10 7.9
无缺口冲击(KJ/m<sup>2</sup>) 46 33 30 44 50 44
熔融指数(g/10min) 34.2 35.3 50 57.6 51.1 58.3
横向收缩率(%) 0.43 0.5 0.45 0.47 0.64 0.67
纵向收缩率(%) 0.19 0.36 0.33 0.34 0.42 0.4
收缩率差（%） 0.24 0.14 0.12 0.13 0.22 0.27
纯玻纤增强PBT树脂存在容易翘曲变形，冲击强度不好的缺点，而PC树脂和ABS树脂都是非结晶性树脂，具有低收缩率和高冲击的性能，加入后可以很好的缩减材料横向和纵向的收缩率差异，提高材料的冲击性能。PBT/PC/ABS三元合金相比于PBT/PC合金，ABS的加入可以降低成本，提高材料的流动性和冲击性能；相比于PBT/ABS合金，PC的加入可以提高基体的相容性，从而使材料的力学性能和冲击性能提高；同时在玻纤和矿物填料的协同作用下，使材料获得了超低翘曲的性能，而且材料的加工性能和其他力学性能保持良好。
从上表中可以看出，实施例4的收缩率差最好，材料具有较好的冲击强度和流动性，可以很好的满足大家电外壳的制件要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于，三元合金材料组分按下列各组分含量（wt%）构成：
PBT树脂25-50%、PC树脂10-30%、ABS树脂 10-30%、酯交换抑制剂 0.2-1%、相容剂2-5%、增韧剂2-5%、玻璃纤维10-30%、矿物填料2-10%、抗氧剂0.3-0.5%、润滑剂0.2-0.5%。
2.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的PBT树脂粘度为0.8-1.2dL/g；PC树脂在300℃，1.2kg的熔融指数为5-25g/10min；ABS树脂在220℃，10kg的熔融指数为10-30g/10min。
3.如权利要求1或2所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、正硅酸乙酯一种或其组合。
4.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的相容剂为SMA或MAH-g-PP。
5.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、MBS或者高胶粉中的一种或其组合。
6.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的矿物填料为滑石粉、玻璃微珠、云母粉的一种或其组合。
7.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按1:1-2:1的比例复配。
8.如权利要求1所述的一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料，其特征在于：所述的润滑剂为EBS、PETS中的一种或其组合。
9.一种超低翘曲高抗冲玻纤增强PBT/PC/ABS三元合金材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-8任意权利要求所述的合金材料，包括以下步骤：
步骤1：将称取好的PBT树脂、PC树脂、ABS树脂、酯交换抑制剂、矿物填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂放入高速混合机混合90s，转速为250rpm，使其充分分散均匀；
步骤2：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，同时在双螺杆挤出机的第六区通过侧喂料方式加入玻璃纤维进行熔融挤出，挤出温度在210-245℃，螺杆转速为400rpm，然后进行冷却、风干、切粒、过磁、过筛、包装。
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