CN109401174A - 一种pbt增韧剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及增韧剂技术领域,具体涉及一种PBT增韧剂及其制备方法,包括如下重量份的原料:SEBS弹性体40‑80份、POE弹性体10‑30份、EVA树脂10‑30份、接枝单体10‑30份、有机倍半硅氧烷10‑20份、纳米二氧化硅5‑15份、碳纳米管复合粉4‑8份、引发剂0.5‑1.5份。本发明的增韧剂既保持了PBT材料的强度,又有效地提高了PBT的韧性,极大地提高的PBT材料的低温冲击效果,还可以提高PBT的抗冲击性能,综合性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及增韧剂技术领域,具体涉及一种PBT增韧剂及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯,简称PBT,为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性树脂。具有高耐热性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性等特点。其吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能)。
普通PBT的缺口冲击强度并不高,在工程塑料应用上,主要是玻璃纤维增强改性为主,用于汽车、电子电器、工业机械等需要耐高温的工业制品上。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈,显像管和电位器支架,伴音输出变压器骨架,适配器骨架,开关接插件、等等。
纯PBT用于增韧改性的应用并不如尼龙和PC广泛,主要原因是用市面常见的增韧剂和现有的一些改性手法,增韧效果并不令人满意,特别是材料的耐低温冲击状况改善有限。当过量添加增韧剂后,强度损失过大,产品更难以推广应用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种PBT增韧剂,该增韧剂既保持了PBT材料的强度,又有效地提高了PBT的韧性,极大地提高的PBT材料的低温冲击效果,还可以提高PBT的抗冲击性能,综合性能优异。
本发明的另一目的在于提供一种PBT增韧剂的制备方法,该制备方法步骤简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,生产成本低,可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 40-80份
POE弹性体 10-30份
EVA树脂 10-30份
接枝单体 10-30份
有机倍半硅氧烷 10-20份
纳米二氧化硅 5-15份
碳纳米管复合粉 4-8份
引发剂 0.5-1.5份。
优选的,所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂,其接枝率为0.5%-1.5%。本发明通过采用马来酸酐接枝改性的SEBS树脂,并控制其枝率,可以提高制品与助剂的相容性。
所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在40%-60%、乙烯单元单体重量含量20%-30%、丁烯单体重量含量在20%-30%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。本发明通过严格控制SEBS树脂的单体含量,可以改善制品增韧效果,还具有优异的耐老化性能,既具有可塑性,又具有高弹性
优选的,所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在20%-30%的乙烯-辛烯共聚物。本发明通过严格控制POE弹性体的单体含量,可以改善制品增韧效果,提高制品的强度和耐热性,还具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能。
所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在45%-55%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。本发明通过严格控制EVA树脂的单体含量,具有较高的韧性、抗冲击性、填料相容性和热密封性能。
优选的,所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:2-4:4-8组成的混合物。本发明通过严格控制接枝单体的种类、复配及配比,既保持了PBT材料的强度,又有效地提高了PBT的韧性,且甲基丙烯酸缩水甘油酯还具有较好的相容性。
优选的,所述有机倍半硅氧烷为无规倍半硅氧烷、梯形倍半硅氧烷、桥形倍半硅氧烷和笼形倍半硅氧烷中的至少一种。本发明通过采用上述有机倍半硅氧烷,具有良好的增韧性能,还可以提高制品得到机械强度、耐热性和阻燃性。更为优选的,所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。
优选的,所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为3-10:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的纳米二氧化硅,在3000-4000rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4,反应1.5-2.5h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.4-0.8:1:0.5-1.5组成的混合物。本发明采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅的表面进行改性处理,并严格控制处理参数和硅烷偶联剂的种类、复配及配比,可以改善纳米SiO2与树脂的相容性,还可以提高树脂的强度和耐热性能。
优选的,所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将10-20重量份的多壁碳纳米管加入至20-40重量份的无水乙醇中,超声分散60-100min;将多壁碳纳米管加入至20-40份的质量浓度为40%-60%的硫酸铜溶液中,在85-95℃恒温下超声分散60-100min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至220-260℃,并保持3-5h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至480-500℃,通氢气还原80-100min,即获得所述碳纳米管复合粉。碳纳米管复合粉可以有效增强PBT材料的力学性能,作为无机填料,碳纳米管复合粉也具备一定程度上的阻燃效果;更重要的是碳纳米管复合粉可以大幅增强PBT材料缺口抗冲击强度,使PBT材料表现出优秀的力学性能。
优选的,所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比0.5-1.5:0.8-1.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制引发剂的种类、复配及配比,可以在较低温度下引发聚合反应,可以提高反应速率,降低能耗。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌5-10min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度175-185℃,二区温度180-190℃,三区温度190-200℃,四区温度205-215℃,五区温度205-215℃,六区温度195-205℃,七区温度180-190℃,八区温度175-185℃,九区温度170-180℃,机头温度205-215℃;物料在每区中停留时间为5-7s;螺杆转速为380-400rpm。
本发明的有益效果在于:本发明的增韧剂既保持了PBT材料的强度,又有效地提高了PBT的韧性,极大地提高的PBT材料的低温冲击效果,还可以提高PBT的抗冲击性能,综合性能优异。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 40份
POE弹性体 10份
EVA树脂 10份
接枝单体 10份
有机倍半硅氧烷 10份
纳米二氧化硅 5份
碳纳米管复合粉 4份
引发剂 0.5份。
所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为0.5%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在40%、乙烯单元单体重量含量30%、丁烯单体重量含量在30%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在20%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在45%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:2:4组成的混合物。
所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:0.5:1.5组成的混合物。
所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为3:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量1%的纳米二氧化硅,在3000rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量1%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3,反应1.5h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.4:1:0.5组成的混合物。
所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将10重量份的多壁碳纳米管加入至20重量份的无水乙醇中,超声分散600min;将多壁碳纳米管加入至20份的质量浓度为40%的硫酸铜溶液中,在85℃恒温下超声分散60min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至220℃,并保持3h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至480℃,通氢气还原80min,即获得所述碳纳米管复合粉。
所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比0.5:0.8:1组成的混合物。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌5min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度175℃,二区温度180℃,三区温度190℃,四区温度205℃,五区温度205℃,六区温度195℃,七区温度180℃,八区温度175℃,九区温度170℃,机头温度205℃;物料在每区中停留时间为5s;螺杆转速为380rpm。
实施例2
一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 50份
POE弹性体 15份
EVA树脂 105份
接枝单体 15份
有机倍半硅氧烷 12份
纳米二氧化硅 8份
碳纳米管复合粉 5份
引发剂 0.8份。
所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为0.8%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在45%、乙烯单元单体重量含量27.5%、丁烯单体重量含量在27.5%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在22%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在48%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:2.5:5组成的混合物。
所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:0.8:1.8组成的混合物。
所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为5:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量3%的纳米二氧化硅,在3200rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量3%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.5,反应1.8h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.5:1:0.8组成的混合物。
所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将12重量份的多壁碳纳米管加入至25重量份的无水乙醇中,超声分散70min;将多壁碳纳米管加入至25份的质量浓度为45%的硫酸铜溶液中,在88℃恒温下超声分散70min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至230℃,并保持3.5h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至485℃,通氢气还原85min,即获得所述碳纳米管复合粉。
所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比0.8:0.9:1组成的混合物。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌6min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度178℃,二区温度182℃,三区温度192℃,四区温度208℃,五区温度208℃,六区温度198℃,七区温度182℃,八区温度178℃,九区温度172℃,机头温度208℃;物料在每区中停留时间为5.5s;螺杆转速为385rpm。
实施例3
一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 60份
POE弹性体 20份
EVA树脂 20份
接枝单体 20份
有机倍半硅氧烷 15份
纳米二氧化硅 10份
碳纳米管复合粉 6份
引发剂 1份。
所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为1%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在50%、乙烯单元单体重量含量25%、丁烯单体重量含量在 25%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在25%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在50%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:3:6组成的混合物。
所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:1:2组成的混合物。
所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为6:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量5%的纳米二氧化硅,在3500rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量5%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.5,反应2h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.6:1:1组成的混合物。
所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将15重量份的多壁碳纳米管加入至30重量份的无水乙醇中,超声分散80min;将多壁碳纳米管加入至30份的质量浓度为50%的硫酸铜溶液中,在90℃恒温下超声分散80min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至240℃,并保持4h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至490℃,通氢气还原90min,即获得所述碳纳米管复合粉。
所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比1:1:1组成的混合物。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌8min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度180℃,二区温度185℃,三区温度195℃,四区温度210℃,五区温度210℃,六区温度200℃,七区温度185℃,八区温度180℃,九区温度175℃,机头温度210℃;物料在每区中停留时间为6s;螺杆转速为390rpm。
实施例4
一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 70份
POE弹性体 25份
EVA树脂 25份
接枝单体 5份
有机倍半硅氧烷 18份
纳米二氧化硅 12份
碳纳米管复合粉 7份
引发剂 1.2份。
所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为1.2%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在55%、乙烯单元单体重量含量22.5%、丁烯单体重量含量在22.5%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在28%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在52%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:3.5:7组成的混合物。
所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:1.2:2.2组成的混合物。
所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为8:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量8%的纳米二氧化硅,在3800rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量8%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.5,反应2.2h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.7:1:1.2组成的混合物。
所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将18重量份的多壁碳纳米管加入至35重量份的无水乙醇中,超声分散90min;将多壁碳纳米管加入至35份的质量浓度为55%的硫酸铜溶液中,在80℃恒温下超声分散90min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至250℃,并保持4.5h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至495℃,通氢气还原95min,即获得所述碳纳米管复合粉。
所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比1.2:1.1:1组成的混合物。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌9min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度182℃,二区温度188℃,三区温度198℃,四区温度212℃,五区温度212℃,六区温度202℃,七区温度188℃,八区温度182℃,九区温度178℃,机头温度212℃;物料在每区中停留时间为6.5s;螺杆转速为395rpm。
实施例5
一种PBT增韧剂,包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 80份
POE弹性体 30份
EVA树脂 30份
接枝单体 30份
有机倍半硅氧烷 20份
纳米二氧化硅 15份
碳纳米管复合粉 8份
引发剂 1.5份。
所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为1.5%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在60%、乙烯单元单体重量含量20%、丁烯单体重量含量在20%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在30%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在55%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:4:8组成的混合物。
所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:1.5:2.5组成的混合物。
所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为10:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量10%的纳米二氧化硅,在4000rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量10%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在4,反应2.5h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.8:1:1.5组成的混合物。
所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将20重量份的多壁碳纳米管加入至40重量份的无水乙醇中,超声分散100min;将多壁碳纳米管加入至40份的质量浓度为60%的硫酸铜溶液中,在85-95℃恒温下超声分散100min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至260℃,并保持5h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至500℃,通氢气还原100min,即获得所述碳纳米管复合粉。
所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比1.5:1.2:1组成的混合物。
一种PBT增韧剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌10min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度185℃,二区温度190℃,三区温度200℃,四区温度215℃,五区温度215℃,六区温度205℃,七区温度190℃,八区温度185℃,九区温度170-180℃,机头温度215℃;物料在每区中停留时间为7s;螺杆转速为400rpm。
本发明的增韧剂对PBT树脂增韧效果好,由增韧剂进行增韧后的PBT,其抗冲击性能(尤其是低温冲击性能)有明显的提升作用,仅需要使用重量分数为1%-5%的该增韧剂,即可获得具有良好韧性的PBT,增韧后的PBT的缺口冲击强度可以达到18KJ/m2以上,增韧效果突出。使用所述PBT增韧剂进行增韧后的PBT仍保持较好的力学性能,拉伸强度可以达到120MPa以上,弯曲强度可以达到220MPa以上,弯曲模量可以达到11500MPa以上,断裂伸长率可以达到20%以上,综合性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PBT增韧剂,其特征在于:包括如下重量份的原料:
SEBS弹性体 40-80份
POE弹性体 10-30份
EVA树脂 10-30份
接枝单体 10-30份
有机倍半硅氧烷 10-20份
纳米二氧化硅 5-15份
碳纳米管复合粉 4-8份
引发剂 0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述SEBS弹性体为马来酸酐接枝改性的SEBS树脂, 其接枝率为0.5%-1.5%;所述SEBS树脂为苯乙烯单体重量含量在40%-60%、乙烯单元单体重量含量20%-30%、丁烯单体重量含量在 20%-30%的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述POE弹性体为辛烯单体重量含量在20%-30%的乙烯-辛烯共聚物;所述EVA树脂为醋酸乙烯单体重量含量在45%-55%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述接枝单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:2-4:4-8组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述有机倍半硅氧烷为无规倍半硅氧烷、梯形倍半硅氧烷、桥形倍半硅氧烷和笼形倍半硅氧烷中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理,其改性方法为:配置体积比为3-10:1的乙醇/水溶液,加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的纳米二氧化硅,在3000-4000rpm的转速下高速剪切,再加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的硅烷偶联剂,加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4,反应1.5-2.5h后,抽滤、洗涤,干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅;其中,所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.4-0.8:1:0.5-1.5组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述碳纳米管复合粉的制备方法为:将10-20重量份的多壁碳纳米管加入至20-40重量份的无水乙醇中,超声分散60-100min;将多壁碳纳米管加入至20-40份的质量浓度为40%-60%的硫酸铜溶液中,在85-95℃恒温下超声分散60-100min;搅拌并加入无水乙醇直至硫酸铜溶液中不再析出晶体;将析出的晶体过滤,加热至220-260℃,并保持3-5h,获得无水硫酸铜-碳纳米管复合粉;将无水硫酸铜-碳纳米管复合粉加热至480-500℃,通氢气还原80-100min,即获得所述碳纳米管复合粉。
9.根据权利要求1所述的一种PBT增韧剂,其特征在于:所述引发剂是由过氧化氢异丙苯、过硫酸铵和偶氮二异丁腈以重量比0.5-1.5:0.8-1.2:1组成的混合物。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种PBT增韧剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)按重量份数配比称取SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂;
(2)将SEBS弹性体、POE弹性体、EVA树脂、接枝单体、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、碳纳米管复合粉和引发剂置于高混机中搅拌5-10min;
(3)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得PBT增韧剂;所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为:一区温度175-185℃,二区温度180-190℃,三区温度190-200℃,四区温度205-215℃,五区温度205-215℃,六区温度195-205℃,七区温度180-190℃,八区温度175-185℃,九区温度170-180℃,机头温度205-215℃;物料在每区中停留时间为5-7s;螺杆转速为380-400rpm。
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