CN110183835A - 一种耐高压耐高温pc/pbt及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：聚对苯二甲酸丁二醇酯10～15重量份；聚碳酸酯28～32重量份；填料16～20重量份；相容剂3～6重量份；抗氧剂2～4重量份；润滑剂1～3重量份；醇羟基改性硅油2～4重量份；聚乙二醇醚0.2～0.5重量份。本发明的耐高压耐高温PC/PBT，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进PC/PBT塑料的内部结构，其具有优异的耐高温性能、机械性能和耐高压性能。

Description

一种耐高压耐高温PC/PBT及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料，特别是涉及一种耐高压耐高温PC/PBT及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯，属于聚酯系列，是由1.4-pbt丁二醇与对苯二甲酸或者对苯二甲酸酯聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂，与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。聚对苯二甲酸丁二醇酯，又名聚对苯二甲酸四次甲基酯，它是对苯甲酸与1,4-丁二醇的缩聚物，PBT作为国内发展最快的工程塑料，具有非常好的化学稳定性、力学强度、电绝缘性，由吸湿引起的电性能变化很小，绝缘电压很高，且成型稳定性和尺寸精度优良。但是PBT在高温、高湿环境下遇水易分解；PC具有优异的力学性能力学性能、热稳定性，是五大通用工程塑料之一，然而PC存在熔体粘度高、成型加工难、不耐油和溶剂、低温冲击差等缺点。

发明内容

针对上述不足之处，本发明的目的在于开发一款耐高压耐高温PC/PBT，其具有优异的耐高压耐高温性能。

本发明的技术方案概述如下：

一种耐高压耐高温PC/PBT，其中，包括以下重量份的材料：

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％硼酸钙。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述相容剂包括30～40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60～70wt％唑啉接枝聚乙烯。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述抗氧剂包括60～70wt％环氧硬脂酸丁酯和30～40wt％β-二酮。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述润滑剂包括60～70wt％膨润土和30～40wt％聚丁二烯。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，还包括1～3重量份的硬脂酸丁酯。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，还包括0.5～1重量份的乙烯-丙烯酸共聚物。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60～90nm。

优选的是，所述的耐高压耐高温PC/PBT，其中，所述膨润土的粒径为20～40nm。

一种耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，其中，所述制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20～40min，加温至60～80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的耐高压耐高温PC/PBT，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进PC/PBT塑料的内部结构，其具有优异的耐高温性能、机械性能和耐高压性能。

(2)本发明通过加入醇羟基改性硅油作为分散剂，提高填料和聚合物的相容性，防止颗粒的沉降和凝聚；为了使该材料获得耐高压、耐高温、抗腐蚀性能，本案对材料本身进行了改性，引入了具有协同发挥耐高压、耐高温、抗腐蚀功能的空心玻璃微球和硼酸钙；膨润土和聚丁二烯与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔料的内摩擦生热和熔体的流动性，降低摩擦力；通过加入硬脂酸丁酯提高PC/PBT的柔软性能、弹性和加工性能；乙烯-丙烯酸共聚物与相容剂的马来酸酐接枝聚苯乙烯、唑啉接枝聚乙烯结合后，可进一步提高PC/PBT的耐高压耐高温性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本案提出一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

聚对苯二甲酸丁二醇酯具有非常好的化学稳定性、力学强度、电绝缘性，由吸湿引起的电性能变化很小，绝缘电压很高，且成型稳定性和尺寸精度优良；聚碳酸酯具有高强度及弹性系数、高冲击强度、成形收缩率低、尺寸安定性良好、耐疲劳性耐候性佳；醇羟基改性硅油作为分散剂，提高填料和聚合物的相容性，防止颗粒的沉降和凝聚。聚乙二醇醚具耐化学性，在与聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯接触时不被溶解，具有耐热及应力性能，不易分解或磨损。

作为本案又一实施例，填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％硼酸钙。为了使该材料获得耐高压、耐高温、抗腐蚀性能，本案对材料本身进行了改性，引入了具有协同发挥耐高压、耐高温、抗腐蚀功能的空心玻璃微球和硼酸钙，其中，空心玻璃微球具有突出的耐高压、耐高温、抗腐蚀性能，并且它可以调节塑料的抗龟裂性能和再加工性能，因此空心玻璃微球的含量应被严格限定；硼酸钙具有出色的抗腐蚀性能。

作为本案又一实施例，相容剂包括30～40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60～70wt％唑啉接枝聚乙烯。马来酸酐接枝聚苯乙烯通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂，能大大提高聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯的相容性以及填料的分散性，从而提高PC/PBT材料机械强度；唑啉接枝聚乙烯能与一般的含氨基或羧基的聚合物反应,还可与含羰基、酸酐、环氧基团反应，生成接枝共聚物，提高PC/PBT的耐高温耐高压性能。

作为本案又一实施例，抗氧剂包括60～70wt％环氧硬脂酸丁酯和30～40wt％β-二酮。β-二酮与环氧硬脂酸丁酯复合具有很好的协和效应，因为β-二酮为自由基清除剂，环氧硬脂酸丁酯为过氧化物分解剂，β-二酮能延长环氧硬脂酸丁酯氧化诱导期，从而提高PC/PBT的抗氧化性能。

作为本案又一实施例，润滑剂包括60～70wt％膨润土和30～40wt％聚丁二烯。润滑剂之所以能起润滑作用，是因为它的加入，降低塑料熔体的摩擦，膨润土和聚丁二烯与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔料的内摩擦生热和熔体的流动性，降低摩擦力。

作为本案又一实施例，还包括1～3重量份的硬脂酸丁酯。通过加入硬脂酸丁酯提高PC/PBT的柔软性能、弹性和加工性能。

作为本案又一实施例，还包括0.5～1重量份的乙烯-丙烯酸共聚物。乙烯-丙烯酸共聚物与相容剂的马来酸酐接枝聚苯乙烯、唑啉接枝聚乙烯结合后，可进一步提高PC/PBT的耐高压耐高温性能。

作为本案又一实施例，空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60～90nm。若粒径小于60，则由于该颗粒度过小，易导致它在高分子粘稠体系中无法很好地被分散开，形成局部团聚，从而使得最终获得的PC/PBT的均匀度下降；若粒径大于90nm，则由于颗粒度较大，其自重较重，这使得它在粘稠的聚合物体系中易沉积于底部，从而使得实际分散于体系中的纳米颗粒数量降低，影响了PC/PBT的耐高压、耐高温、抗腐蚀性能。

作为本案又一实施例，膨润土的粒径为20～40nm。通过设置膨润土的粒径为20～40nm，其通过和大粒径的空心玻璃微球、硼酸钙协同作用，使得PC/PBT的强度增加。

一种耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，其中，方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20～40min，加温至60～80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

下面列出具体的实施例和对比例：

实施例1：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括30wt％空心玻璃微球和70wt％硼酸钙；相容剂包括30wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和70wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括60wt％环氧硬脂酸丁酯和40wt％β-二酮；润滑剂包括60wt％膨润土和40wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60nm；膨润土的粒径为20nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20min，加温至60℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

实施例2：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括36wt％空心玻璃微球和64wt％硼酸钙；相容剂包括33wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和67wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括66wt％环氧硬脂酸丁酯和34wt％β-二酮；润滑剂包括67wt％膨润土和33wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为80nm；膨润土的粒径为30nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌30min，加温至70℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

实施例3：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％硼酸钙；相容剂包括40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括70wt％环氧硬脂酸丁酯和30wt％β-二酮；润滑剂包括70wt％膨润土和30wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为90nm；膨润土的粒径为40nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌40min，加温至80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例1：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括30wt％空心玻璃微球和70wt％硼酸钙；相容剂包括30wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和70wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括60wt％环氧硬脂酸丁酯和40wt％β-二酮；润滑剂包括60wt％膨润土和40wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60nm；膨润土的粒径为20nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20min，加温至60℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例2：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括30wt％空心玻璃微球和70wt％硼酸钙；相容剂包括30wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和70wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括60wt％环氧硬脂酸丁酯和40wt％β-二酮；润滑剂包括60wt％膨润土和40wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60nm；膨润土的粒径为20nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20min，加温至60℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例3:

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料为空心玻璃微球；相容剂包括33wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和67wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括66wt％环氧硬脂酸丁酯和34wt％β-二酮；润滑剂包括67wt％膨润土和33wt％聚丁二烯；空心玻璃微球的粒径为80nm；膨润土的粒径为30nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌30min，加温至70℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例4：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括36wt％空心玻璃微球和64wt％硼酸钙；相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯；抗氧剂包括66wt％环氧硬脂酸丁酯和34wt％β-二酮；润滑剂包括67wt％膨润土和33wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为80nm；膨润土的粒径为30nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯混合，搅拌30min，加温至70℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例5：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％硼酸钙；相容剂包括40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂为β-二酮；润滑剂包括70wt％膨润土和30wt％聚丁二烯；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为90nm；膨润土的粒径为40nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌40min，加温至80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

对比例6：

一种耐高压耐高温PC/PBT，包括以下重量份的材料：

填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％硼酸钙；相容剂包括40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60wt％唑啉接枝聚乙烯；抗氧剂包括70wt％环氧硬脂酸丁酯和30wt％β-二酮；润滑剂为膨润土；空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为90nm；膨润土的粒径为40nm。

耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌40min，加温至80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二β-二酮醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。

下面列出实施例和对比例的性能测试结果：

由上述实例可看出，制得的该料不仅具有优异的耐高压性能，而且机械性能、耐高温性能均较对比例的材料好。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，包括以下重量份的材料：

2.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％硼酸钙。

3.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述相容剂包括30～40wt％马来酸酐接枝聚苯乙烯和60～70wt％唑啉接枝聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述抗氧剂包括60～70wt％环氧硬脂酸丁酯和30～40wt％β-二酮。

5.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述润滑剂包括60～70wt％膨润土和30～40wt％聚丁二烯。

6.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，还包括1～3重量份的硬脂酸丁酯。

7.根据权利要求1所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，还包括0.5～1重量份的乙烯-丙烯酸共聚物。

8.根据权利要求3所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述空心玻璃微球和硼酸钙的粒径为60～90nm。

9.根据权利要求5所述的耐高压耐高温PC/PBT，其特征在于，所述膨润土的粒径为20～40nm。

10.根据权利要求1～9任一项所述的耐高压耐高温PC/PBT的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚苯乙烯和唑啉接枝聚乙烯混合，搅拌20～40min，加温至60～80℃，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、硼酸钙、环氧硬脂酸丁酯、β-二酮、膨润土、聚丁二烯、硬脂酸丁酯、乙烯-丙烯酸共聚物、醇羟基改性硅油、聚乙二醇醚依次加入第一混合物中搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第二混合物高速搅拌混合至均匀，送入双螺杆挤出机挤出，经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，即得所述的耐高压耐高温PC/PBT。