CN110256818A - 一种耐水解玻纤增强pbt及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：聚对苯二甲酸丁二醇酯40～50重量份；玻璃纤维18～22重量份；增塑剂30～35重量份；端羟基含氟聚酯聚硅氧烷2～4重量份；填料6～8重量份；抗氧剂1～5重量份；润滑剂0.5～2重量份。本发明的耐水解玻纤增强PBT及其制备方法，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进PBT塑料的内部结构，其具有优异的耐水解性能、机械性能和阻燃性能。

Description

一种耐水解玻纤增强PBT及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料，特别是涉及一种耐水解玻纤增强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，因而也会因水的存在而降解失效。当材料的含水量高、使用温度高于PBT的玻璃化温度60℃时，PBT的酯链会被水侵蚀而降解，水解成一端含有-OH基团、一端含有-COOH基团的醇和酸，而羧基的增多更会加速材料的降解。因此，只要有水和高温存在，羧端基浓度就会增加、分子量下降。当分子量降低到一定的程度，材料的强度将会降低，出现脆性，寿命终止。

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树脂的易水解性能导致其止步于汽车发动机配件、光缆用松套管等高端市场。

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水解玻纤增强PBT，其具有优异的耐水解性能。

本发明的技术方案概述如下：

一种耐水解玻纤增强PBT，其中，包括以下重量份的材料：

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，所述增塑剂包括30～40wt％壬二酸二辛酯和60～70wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％二硫化钼。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，抗氧剂包括60～70wt％苯基-α-萘胺和30～40wt％二丁基羟基甲苯。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，润滑剂包括60～70wt％硅胶和30～40wt％聚四氟乙烯。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，还包括1～3重量份的邻苯二甲酸酐。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，还包括0.5～1重量份的聚4-甲基-1-戊烯。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，所述空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为70～90μm。

优选地，所述的耐水解玻纤增强PBT，其中，所述玻璃纤维的长度为5～7mm，纤维直径9～12μm。

一种耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20～40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的耐水解玻纤增强PBT及其制备方法，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进PBT塑料的内部结构，其具有优异的耐水解性能、机械性能和阻燃性能。

(2)本发明通过玻纤的增加提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的强度和刚性、耐热性和热变形温度，提高尺寸稳定性，降低收缩率，提高阻燃效果；壬二酸二辛酯和环氧化四氢邻苯二甲酸酯通过合理配伍，使得增塑性能达到最佳；通过加入空心玻璃微球和硫化钼提高PBT塑料的耐水解性能、耐高温性能、耐腐蚀性能；苯基-α-萘胺和二丁基羟基甲苯与PBT塑料具有良好的相容性和配伍性，使得PBT塑料的抗氧性能达到最佳；通过加入邻苯二甲酸酐与聚4-甲基-1-戊烯结合使用，以进一步提高耐水解能力，同时，可以明显改善PBT内部的韧性，从而提高其长期的使用寿命。

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。

本案提出一种耐水解玻纤增强PBT，其中，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；玻璃纤维增强刚性和硬度，玻纤的增加可以提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的强度和刚性，提高耐热性和热变形温度，提高尺寸稳定性，降低收缩率，减少翘曲变形，减少蠕变，提高阻燃效果。

作为本案又一实施例，其中，增塑剂包括30～40wt％壬二酸二辛酯和60～70wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯。壬二酸二辛酯提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的耐水解性能、耐热性能、耐光和电绝缘性能；环氧化四氢邻苯二甲酸酯改善聚对苯二甲酸丁二醇酯的柔软性能、弹性和加工性能，壬二酸二辛酯和环氧化四氢邻苯二甲酸酯通过合理配伍，使得增塑性能达到最佳。

作为本案又一实施例，其中，填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％二硫化钼。为了获得具有更高耐水解性能、耐高温性能、耐腐蚀性能的PBT塑料，本案又引入了具有协同发挥耐水解性能、耐高温性能、耐腐蚀性能的空心玻璃微球和硫化钼，其中，空心玻璃微球具有突出的耐水解性能和耐腐蚀性能，二硫化钼具有优异的耐高温性能和耐水解性能。

作为本案又一实施例，其中，抗氧剂包括60～70wt％苯基-α-萘胺和30～40wt％二丁基羟基甲苯。二丁基羟基甲苯能消除过氧自由基和烷氧自由基，并能抑制光降解。苯基-α-萘胺可提高PVC塑料的抗氧化性能和抗腐蚀性能，苯基-α-萘胺和二丁基羟基甲苯与PBT塑料具有良好的相容性和配伍性，使得PBT塑料的抗氧性能达到最佳。

作为本案又一实施例，其中，润滑剂包括60～70wt％硅胶和30～40wt％聚四氟乙烯。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，硅胶和聚四氟乙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，其中，还包括1～3重量份的邻苯二甲酸酐。通过加入邻苯二甲酸酐与聚4-甲基-1-戊烯结合使用，以进一步提高耐水解能力，同时，可以明显改善PBT内部的韧性，从而提高其长期的使用寿命。

作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的聚4-甲基-1-戊烯。

作为本案又一实施例，其中，空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为70～90μm。

作为本案又一实施例，其中，玻璃纤维的长度为5～7mm，纤维直径9～12μm。

一种耐水解玻纤增强PBT的制备方法，其中，制备方法包括下述步骤：

1)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20～40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

下面列出具体的实施例和对比例：

实施例1：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括30wt％壬二酸二辛酯和70wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括30～wt％空心玻璃微球和70wt％二硫化钼；氧剂包括60wt％苯基-α-萘胺和40wt％二丁基羟基甲苯；滑剂包括60wt％硅胶和40wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为70μm；玻璃纤维的长度为5mm，纤维直径9μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

实施例2：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括35wt％壬二酸二辛酯和65wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括32wt％空心玻璃微球和68wt％二硫化钼；抗氧剂包括64wt％苯基-α-萘胺和36wt％二丁基羟基甲苯；润滑剂包括63wt％硅胶和37wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为80μm；玻璃纤维的长度为6mm，纤维直径10μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌30min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

实施例3：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括40wt％壬二酸二辛酯和60wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％二硫化钼；抗氧剂包括70wt％苯基-α-萘胺和30wt％二丁基羟基甲苯；润滑剂包括70wt％硅胶和30wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为90μm；玻璃纤维的长度为7mm，纤维直径12μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例1：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂为壬二酸二辛酯；填料包括30～wt％空心玻璃微球和70wt％二硫化钼；氧剂包括60wt％苯基-α-萘胺和40wt％二丁基羟基甲苯；滑剂包括60wt％硅胶和40wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为70μm；玻璃纤维的长度为5mm，纤维直径9μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例2：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括30wt％壬二酸二辛酯和70wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料为空心玻璃微球；抗氧剂包括60wt％苯基-α-萘胺和40wt％二丁基羟基甲苯；滑剂包括60wt％硅胶和40wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球的粒径为70μm；玻璃纤维的长度为5mm，纤维直径9μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例3：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括35wt％壬二酸二辛酯和65wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括32wt％空心玻璃微球和68wt％二硫化钼；抗氧剂为苯基-α-萘胺；润滑剂包括63wt％硅胶和37wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为80μm；玻璃纤维的长度为6mm，纤维直径10μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌30min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例4：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括35wt％壬二酸二辛酯和65wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括32wt％空心玻璃微球和68wt％二硫化钼；抗氧剂包括64wt％苯基-α-萘胺和36wt％二丁基羟基甲苯；润滑剂为硅胶；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为80μm；玻璃纤维的长度为6mm，纤维直径10μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌30min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例5：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括40wt％壬二酸二辛酯和60wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％二硫化钼；抗氧剂包括70wt％苯基-α-萘胺和30wt％二丁基羟基甲苯；润滑剂包括70wt％硅胶和30wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为90μm；玻璃纤维的长度为7mm，纤维直径12μm。

耐水解玻纤增强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4-甲基-1-戊烯混合，搅拌40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。

对比例6：

一种耐水解玻纤增强PBT，包括以下重量份的材料：

增塑剂包括40wt％壬二酸二辛酯和60wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯；填料包括40wt％空心玻璃微球和60wt％二硫化钼；抗氧剂包括70wt％苯基-α-萘胺和30wt％二丁基羟基甲苯；润滑剂包括70wt％硅胶和30wt％聚四氟乙烯；空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为90μm；玻璃纤维的长度为7mm，纤维直径12μm。

耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐混合，搅拌40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强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水解性能，而且机械性能、阻燃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)

1.一种耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，包括以下重量份的材料：

2.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述增塑剂包括30～40wt％壬二酸二辛酯和60～70wt％环氧化四氢邻苯二甲酸酯。

3.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述填料包括30～40wt％空心玻璃微球和60～70wt％二硫化钼。

4.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述抗氧剂包括60～70wt％苯基-α-萘胺和30～40wt％二丁基羟基甲苯。

5.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述润滑剂包括60～70wt％硅胶和30～40wt％聚四氟乙烯。

6.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，还包括1～3重量份的邻苯二甲酸酐。

7.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，还包括0.5～1重量份的聚4-甲基-1-戊烯。

8.根据权利要求3所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述空心玻璃微球和二硫化钼的粒径为70～90μm。

9.根据权利要求1所述的耐水解玻纤增强PBT，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为5～7mm，纤维直径9～12μm。

10.根据权利要求1～9任一项所述的耐水解玻纤增强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、邻苯二甲酸酐、聚4-甲基-1-戊烯混合，搅拌20～40min，得到第一混合物；

2)将空心玻璃微球、二硫化钼混合均匀后，加入玻璃纤维、壬二酸二辛酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、苯基-α-萘胺、二丁基羟基甲苯、硅胶、聚四氟乙烯并搅拌均匀，得到第二混合物；

3)将第一混合物和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，即得所述的耐水解玻纤增强PBT。