CN109762310B - 一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔音隔热的聚酯合金材料及其制备方法，该合金材料包括以下组分和重量份：PBT：60～80，空心玻璃微珠：5～25，热塑性聚酯弹性体：10～30，ABS高胶粉：10～25，偶联剂：0.5～1，抗氧剂：0.2～1，润滑剂：0.1～1；所述合金材料的制备方法为：(a)将空心玻璃微珠、偶联剂、热塑性聚酯弹性体、ABS高胶粉混合制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；同时将剩余主辅料进行混匀得混合物；(b)将混合物和胶囊结构的空心玻璃微珠组份共混，熔融挤出造粒，其中胶囊结构的空心玻璃微珠组份侧喂，即得。与现有技术相比，本发明所提供的该种聚酯合金，可有效保护玻珠的结构，发挥空心结构的作用，减少玻珠破损率。

Description

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料加工领域，尤其是涉及一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯材料拥有广泛的使用场景，因其良好的电气性能和耐化学品性。但是PBT的密度在1.3-1.73，介电损耗大。而硅酸盐类的玻璃微珠可以改善材料的流动性，增强的同时还可以改善其他类填充物各向异性的弊端。特别是空心玻璃微珠，不光减轻材料的密度，还因为空气的介电损耗极低，所以空心玻珠改性的聚酯合金具备低介电性能，可以有效隔音隔热，拓宽了该材料在民用建筑、家居制品等多方面的应用。

但是空心玻璃微珠因为其薄壁特点，易破碎，给加工带来了巨大的难题，多数添加空心玻璃微珠的制备方法都是用在灌封胶，压制覆铜板等上面，很难运用到挤出注塑的热塑性塑料改性中。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种隔音隔热的聚酯合金材料，包括以下重量份的各组分：

聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT：60～80，

空心玻璃微珠：5～25，

热塑性聚酯弹性体：10～30，

偶联剂：0.5～1，

ABS高胶粉：10～25，

抗氧剂：0.2～1，

润滑剂：0.1～1；

优选地，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的粘度在0.48～1.5dl/gr。更优选粘度为1.0dl/gr。

更优选地，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT选自G2815、PBT 6304中的至少一种。

优选地，所述的空心玻璃微珠的密度为0.2-0.6g/cm³，壁厚1-2μm，粒径在10-275μm。

优选地，所述的热塑性聚酯弹性体为聚酯聚醚嵌段共聚物(TPEE)。

优选地，所述的热塑性聚酯弹性体中，聚醚嵌段占比为30-65％。

更优选地，所述热塑性弹性体选自TPEE4069、KEYFLEX BT中的至少一种。

优选地，所述的ABS高胶粉的胶含量在55-75％，重均分子量在90000-150000。

优选地，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种；所述偶联剂为KH550。

优选地，所述的润滑剂包括LLDPE、硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

本发明还提供了一种抗静电聚酯合金材料的制备组合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)将空心玻璃微珠、热塑性弹性体、ABS高胶粉加入搅拌机中以50-80r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；

(b)将聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、偶联剂、抗氧剂、润滑剂加入高混机中进行混匀；

(c)将步骤(a)所得胶囊结构的空心玻璃微珠组份和步骤(b)所得混合物通过双螺杆挤出机共混，熔融挤出造粒，其中胶囊结构的空心玻璃微珠组份侧喂，即得隔音隔热的合金材料。

优选地，所述熔融挤出的温度为200～280℃、螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa；

所述螺杆挤出机的螺杆直径为35mm、长径比为32。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的该种聚酯合金，先用ABS胶粉将空心玻璃微珠进行物理包覆，然后再用其他组分进行包覆，在玻璃微珠外侧形成两层包裹，这样在进入PBT熔体中时，可加强空心玻璃微珠的分散及相容性，同时包覆层起到对空心玻璃微珠结构的保护作用，降低空心玻璃微珠的破损率，进而使得合金材料的隔音隔热效果显著提升。

空心玻璃微珠胶囊的制备方法，控制混炼机的转速，将硅烷偶联剂处理的空心玻璃微珠被TPEE及ABS高胶粉均匀包覆。进而在侧喂入挤出机熔体中，有效保护空心玻璃微珠的结构不被破坏。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例提供了一种隔音隔热的聚酯合金材料，包括以下重量份的各组分：

聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT：60～80，

空心玻璃微珠：5～25，

热塑性聚酯弹性体：10～30，

偶联剂：0.5～1，

ABS高胶粉：10～25，

抗氧剂：0.2～1，

润滑剂：0.1～1；

所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的粘度在0.48～1.5dl/gr。更优选粘度为1.0dl/gr。

所述聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT选自G2815、PBT 6304中的至少一种。

所述的空心玻璃微珠的密度为0.2-0.6g/cm³，壁厚1-2μm，粒径在10-275μm。

所述的热塑性聚酯弹性体为聚酯聚醚嵌段共聚物(TPEE)。

所述的热塑性聚酯弹性体中，聚醚嵌段占比为30-65％。

所述热塑性弹性体选自TPEE4069、KEYFLEX BT中的至少一种。

所述的ABS高胶粉的胶含量在55-75％，重均分子量在90000-150000。

所述的抗氧剂包括市售抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种；所述偶联剂为KH550。

所述的润滑剂包括LLDPE、硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

以下具体实施例和对比例中选用的PBT为三菱G2815，其粘度为0.6-0.8dl/gr；空心玻璃微珠的壁厚在1-2μm、密度为0.45g/cm³、粒径为20-50μm；热塑性聚酯弹性体采用TPEE，其聚醚嵌段占比为50-65％；ABS高胶粉采用三养DPT802，胶含量为58-60％，重均分子量为9-15万；偶联剂为KH550；抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1010和Irganox 168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的硅酮粉。

对比例1

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取各组分：PBT：80，空心玻璃微珠：20，抗氧剂0.5，润滑剂0.5；将除玻璃微珠外剩余主辅料加入高混机中进行混匀得混合物组份。

(2)将得混合物组份从喂料口喂入，空心玻璃微珠侧喂口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

(3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。

实施例1

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取各组分：PBT：80，空心玻璃微珠：5，TPEE：10；ABS高胶粉10，KH550：0.5，抗氧剂0.2，润滑剂0.1；将空心玻璃微珠、TPEE、ABS高胶粉加入搅拌机中以50r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；同时将剩余主辅料加入高混机中进行混匀得混合物组份。

(2)将混合物组份从喂料口喂入，胶囊结构的空心玻璃微珠组份从侧喂口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

(3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。

实施例2

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取各组分：PBT：60，空心玻璃微珠：25，KH550：1，TPEE：30；ABS高胶粉25，抗氧剂1，润滑剂1；将空心玻璃微珠、TPEE、ABS高胶粉加入搅拌机中以80r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；同时将剩余主辅料加入高混机中进行混匀得混合物组份。

(2)将混合物组份从喂料口喂入，胶囊结构的空心玻璃微珠组份从侧喂口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

(3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。

实施例3

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取各组分：PBT：70，空心玻璃微珠：20，TPEE：20；ABS高胶粉18，KH550：0.7，抗氧剂0.6，润滑剂0.5；将空心玻璃微珠、TPEE、ABS高胶粉加入搅拌机中以65r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；同时将剩余主辅料加入高混机中进行混匀得混合物组份。

(2)将混合物组份从喂料口喂入，胶囊结构的空心玻璃微珠组份从侧喂口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

(3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。

对比例2

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，PBT含量为85份、TPEE为5份。

对比例3

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，PBT含量为55份、TPEE为35份。

对比例4

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，采用聚醚嵌段占比为20％的聚酯聚醚嵌段共聚物代替TPEE。

对比例5

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，采用的空心玻璃微珠的密度为0.8g/cm³、壁厚2-5μm、粒径为50-80μm。

对比例6

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，采用胶含量为40％、分子量为12万的ABS橡胶粉代替ABS高胶粉。

对比例7

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，采用偶联剂为KH792。

对比例8

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，步骤(1)将除玻璃微珠外的主辅料加入高混机中进行混匀得混合物组份，步骤(2)将混合物组份从喂料口喂入，空心玻璃微珠从侧喂口喂入。

对比例9

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，步骤(1)中，将空心玻璃微珠、TPEE加入搅拌机中以50-80r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份。

对比例10

一种隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，该方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，步骤(1)中，将空心玻璃微珠、ABS高胶粉加入搅拌机中以50-80r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份。

效果验证：

将各实施例和对比例制备的隔音隔热的聚酯合金材料进行性能测试，测试方法为：将粒子注塑成一个壳体制件，在当中放置音频及恒定热源100℃，5min，在壳体外面检测音频的分贝及温度，测试结果如表1所示。其中，隔音性为“+”代表隔音效果好，+越多则效果越好，为“-”代表效果不好，-越多则越不好。隔热性为“+”代表隔热性能好，+越多则越好，为“-”代表隔热效果不好，-越多则代表不好。

表1

表1中，虽然对比例3的隔音性和隔热性均优异，但由于TPEE含量过高，导致了刚性下降，机械性能差，不能使用。

综上所述，本发明所提供的该种聚酯组合物，用ABS胶粉和硅烷偶联剂将空心玻璃微珠进行物理包覆，同时用TPEE这种嵌段共聚物作为相容组份包覆在胶囊外面，进入PBT熔体中，加强空心玻璃微珠的分散及相容性，同时包覆层起到对空心玻璃微珠结构的保护作用，降低空心玻璃微珠的破损率，进而使得合金材料的隔音隔热效果显著提升。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (5)

1.一种隔音隔热的聚酯合金材料，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PBT：60～80，

空心玻璃微珠：5～25，

热塑性聚酯弹性体：10～30，

偶联剂：0.5～1，

ABS高胶粉：10～25，

抗氧剂：0.2～1，

润滑剂：0.1～1；

所述的空心玻璃微珠的密度为0.2-0.6g/cm³，壁厚1-2μm，粒径在10-275μm；

所述的热塑性聚酯弹性体为聚酯聚醚嵌段共聚物，聚醚嵌段占比为30-65％；

所述的ABS高胶粉的胶含量在55-75％，重均分子量在90000-150000；

所述偶联剂为KH550；

所述的隔音隔热的聚酯合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)将空心玻璃微珠、热塑性聚酯弹性体、ABS高胶粉加入搅拌机中以50-80r/min速度进行混合，制得胶囊结构的空心玻璃微珠组份；

(b)将聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、偶联剂、抗氧剂、润滑剂加入高混机中进行混匀；

(c)将步骤(a)所得胶囊结构的空心玻璃微珠组份和步骤(b)所得混合物通过双螺杆挤出机共混，熔融挤出造粒，其中胶囊结构的空心玻璃微珠组份侧喂，即得隔音隔热的合金材料。

2.根据权利要求1所述的隔音隔热的聚酯合金材料，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的粘度在0.48～1.5dl/gr。

3.根据权利要求1所述的隔音隔热的聚酯合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的隔音隔热的聚酯合金材料，其特征在于，所述的润滑剂包括LLDPE、硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的隔音隔热的聚酯合金材料，其特征在于，所述制备方法中，熔融挤出的温度为200～280℃、螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa；

所述螺杆挤出机的螺杆直径为35mm、长径比为32。