CN111100432B - 一种pbt/ptt组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PBT/PTT组合物及其制备方法,其由45‑85份PBT、15‑55份PTT、25‑45份改性玄武岩纤维、0.5~1份抗氧剂和0.5‑1.5份环氧树脂按照重量份制备而成,所述PBT和所述PTT的重量份数总和为100份;所述改性玄武岩纤维为表面均匀涂覆有PBT/PTT预聚物的玄武岩纤维;所述PBT/PTT组合物粒子最后通过高温抽真空技术,得到高温抗黄变的有益效果。本发明中将PBT/PTT预聚物均匀的涂覆在玄武岩纤维的表面,并将其添加到PBT/PTT组合物中,从而提高了组合物的刚性,满足以塑代钢,轻量化的特殊场合条件下使用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种PBT/PTT组合物及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种半结晶的热塑性聚酯,具有良好的耐热性、耐候性和耐化学品性,以及优异的电气性能,低的吸水性和良好的制品外观等优点,被广泛用于汽车、机械设备、电子电气制造业中,如接插件、变压器、熔断器外壳、开关、继电器、节能灯、线圈骨架、电机外壳等,这些行业对燃烧、安全性有严格的要求。此外,随着应用性能的扩展,PBT材料在电子电工、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域的需求日益增加。然而,普通的增强PBT的树脂缺口敏感、韧性差,且介电常数、介电损耗难以满足日益发展的4G、 5G技术对介电性能的要求。
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是以对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(1,3-PDO)为单体生产的。PTT纤维是美国Shell化学公司开发的一种性能优异的聚酯纤维,它兼具了尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性、涤纶的抗污性,及本身固有的弹性,能进行常温染色等特点,在织物及非织造领域均具有较大的市场发展潜力。生物基PTT纤维是以甘油、葡萄糖或淀粉等为原料通过微生物发酵法生产的1,3-PDO和PTA为聚合单体,经与PET相近的熔融纺丝制备而成的PTT长丝或短纤维,具有优异的机械性能和化学性能。
玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber,简称CBF):以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然CBF的颜色一般为褐色,有金属光泽。CBF是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外,CBF的生产工艺决定了产生的废弃物少,对环境污染小,且产品废弃后可直接在环境中降解,无任何危害,因此是一种名副其实的绿色、环保材料。
专利CN103923442一种耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯符合材料及其制备方法,公开了玄武岩纤维聚酯专用浸润剂,以达到长期高温热老化试验后保持优异的冲击韧性和机械性能,但对高温老化颜色变化未提出改善效果。
专利CN108164934一种玄武岩纤维增强阻燃PBT复合材料,通过使用改性杂化浆料涂覆在玄武岩纤维表面,得到改性玄武岩纤维,以此为基础制备得到优异耐疲劳和耐化学性的阻燃增强玄武岩PBT复合材料,但对高温老化颜色变化未提出改善效果。。
发明内容
有鉴于此,本发明有必要提供一种PBT/PTT组合物及其制备方法,以玄武岩纤维为载体,将PBT/PTT预聚物均匀的涂覆在玄武岩纤维的表面,通过高温抽真空技术,从而提高了组合物的刚性,满足以塑代钢,轻量化的特殊场合条件下使用,解决了现有技术中复合材料对高强度,抗高温黄变保持颜色长期稳定的要求。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种PBT/PTT组合物,其由45-85份PBT、15-55份PTT、25-45份改性玄武岩纤维、0.5~1 份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂按照重量份制备而成,所述PBT和所述PTT的重量份数总和为100份;
所述改性玄武岩纤维为表面均匀涂覆有PBT/PTT预聚物的玄武岩纤维。
进一步的,其由65-75份PBT、35-45份PTT、30-40份改性玄武岩纤维、0.5~1份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂按照重量份制备而成。
进一步的,所述PBT的数均分子量为80000~120000,所述PTT的数均分子量为80000~120000。
进一步的,所述玄武岩纤维为连续玄武岩纤维,其直径为8-11μm。
进一步的,所述改性玄武岩纤维由所述玄武岩纤维预热后,使用硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的混合液浸泡后,将所述PBT/PTT预聚物均匀涂覆在浸泡后的所述玄武岩纤维表面,然后置于200~220℃保温30~40min后降温,得到所述改性玄武岩纤维。
优选的,所述预热的温度为80~100℃、时间为15-30min;所述混合液中硅烷偶联剂与钛酸四丁酯的重量比为70:30。
进一步的,所述PBT/PTT预聚物占所述玄武岩纤维重量份的1~5%,所述PBT/PTT预聚物为PBT、PTT共聚低聚物体系,其由40~60份对苯二甲酸、15~35份丁二醇、15~35份1,3- 丙二醇、1~2份钛酸四丁酯和1~3份磷酸三苯酯按照重量份数制备而成;
其具体的制备方法为:按照配比将上述原料于200℃以100-200rpm均匀搅拌,抽真空并保持-0.01~-0.06MPa,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃得到含有10%-20%单体的 PBT/PTT预聚物。
进一步的,所述环氧树脂为双酚A型,其数均分子量为30000~50000。
本发明还提供了一种PBT/PTT组合物的制备方法,包括以下步骤:
按照配比将所述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂混合均匀,得到预混料;
将所述预混料加入到双螺杆挤出机中,同时将所述改性玄武岩纤维通过侧喂喂料机加入所述双螺杆挤出机,熔融挤出造粒后,于120-160℃密闭装置内,抽真空至-0.02~-0.06MPa,处理10-30min后,降温,得到所述PBT/PTT组合物。
进一步的,所述所螺杆挤出机的工作参数为:一区温度180-230℃、二区温度250-270℃、三区温度250-275℃、四区温度250-270℃、五区温度为260-270℃、六区温度230-240℃、第七区温度230-240℃、模头温度240-250℃,主螺杆转速为300-500r/min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明以玄武岩纤维为载体,在玄武岩纤维的表面均匀涂覆PBT/PTT预聚物,在合理的聚合条件下,预聚物进一步聚合从而与玄武岩纤维深层结合,在加入高分子环氧树脂的辅助作用下,增强了树脂基体与玄武岩纤维的结合力,提高了PBT/PTT组合物的刚性。同时为了防止预聚物受热发黄,PBT/PTT预聚物中加入磷酸三苯酯作为热稳定剂来改善。
在制备过程中采用高温抽真空技术,也叫真空增粘技术,除去组合物粒子中易挥发、不耐温的小分子单体和低聚物,提高组合物的抗高温黄变能力,以满足某些极端条件下以塑代钢、轻量化的需求。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将结合具体的实施方式对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。
一种PBT/PTT组合物,其由45-85份PBT、15-55份PTT、25-45份改性玄武岩纤维、0.5~1 份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂按照重量份制备而成,所述PBT和所述PTT的重量份数总和为100份;
所述改性玄武岩纤维为表面均匀涂覆有PBT/PTT预聚物的玄武岩纤维。
本发明通过在PBT/PTT组合物中加入表面均匀涂覆有PBT/PTT预聚物的玄武岩纤维得到一种高刚性的PBT/PTT组合物可满足以塑代钢、轻量化的特殊场合条件下使用。
在本发明的一些实施例中,PBT/PTT组合物由65-75份PBT、35-45份PTT、30-40份改性玄武岩纤维、0.5~1份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂按照重量份制备而成。
在本发明的一些实施方式中,优选的,所述PBT的数均分子量为80000~120000,所述PTT的数均分子量为80000~120000。
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成,一般所说的玄武岩纤维通常指的都是连续玄武岩纤维,以天然玄武岩拉制的连续纤维,其不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。在本发明的一些实施方式中,连续玄武岩纤维的直径为8-11μm。
具体来说,本发明的改性玄武岩纤维由所述玄武岩纤维预热后,在本发明的一些实施方式中优选的预热温度为100℃、时间为15-30min;将预热后的玄武岩纤维使用硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的混合液浸泡后,将所述PBT/PTT预聚物均匀涂覆在浸泡后的所述玄武岩纤维表面,这里的浸泡时间不做具体的限定,只要使得玄武岩纤维浸泡充分即可,具体时间可根据需要进行调整,在本发明的一些实施方式中,优选为浸泡10-20min,然后置于200℃保温 30~40min后降温,得到所述改性玄武岩纤维。此外,混合液中的硅烷偶联剂采用本领域常规的即可,可根据需要进行选择,在本发明的一些实施例中,所述的硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),优选的所述混合液中硅烷偶联剂与钛酸四丁酯的重量比为70:30。
更具体的,所述PBT/PTT预聚物占所述玄武岩纤维重量份的1~5%,所述PBT/PTT预聚物为PBT、PTT共聚低聚物体系,其由40~60份对苯二甲酸、15~35份丁二醇、15~35份1,3- 丙二醇、1~2份钛酸四丁酯和1~3份磷酸三苯酯按照重量份数制备而成;
其具体的制备方法为:按照配比将上述原料于200℃以100-200rpm均匀搅拌,抽真空并保持-0.01~-0.06MPa,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃得到含有10%-20%单体的 PBT/PTT预聚物。
进一步的,环氧树脂在本发明中主要用来处理玻纤与树脂制件界面结合更充分,达到力学性能更优的目的,所述环氧树脂为双酚A型,数均分子量为30000~50000。
此外,本发明中的抗氧剂为本领域常规采用的抗氧剂,包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类。
本发明还公开了一种上述PBT/PTT组合物的制备方法,包括以下步骤:
按照配比将所述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂混合均匀,得到预混料;
将所述预混料加入到双螺杆挤出机中,同时将所述改性玄武岩纤维通过侧喂喂料机加入所述双螺杆挤出机,熔融挤出造粒后,于120-160℃密闭装置内,抽真空至-0.02~-0.06,处理10-30min后,降温,得到所述PBT/PTT组合物。
这里双螺杆挤出机加工参数的选择可以根据具体的体系进行调整,在本发明的一些实施方式中,所述所螺杆挤出机的工作参数为:一区温度180-230℃、二区温度250-270℃、三区温度250-275℃、四区温度250-270℃、五区温度为260-270℃、六区温度230-240℃、第七区温度230-240℃、模头温度240-250℃,主螺杆转速为300-500r/min。
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做更加清楚完整的说明。
需要说明的是,以下实施例中的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)其数均分子量在80000-120000之间购自中国 台湾长春树脂有限公司,聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)其数均分子量在80000-120000之间购自美国壳牌有限公司,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)购自迈图高新材料集团,环氧树脂分子量为30000~50000购自美国巴斯夫有限公司,其他若无特别说明的助剂均为市售产品。
实施例1
本实施例中的PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 45 |
PPT | 55 |
改性CBF | 25 |
抗氧剂 | 0.5 |
环氧树脂 | 0.5 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 40 |
1,4-丁二醇 | 15 |
1,3-丙二醇 | 15 |
钛酸四丁酯 | 1 |
磷酸三苯酯 | 1 |
其中,PBT的数均分子量为80000,PTT的数均分子量为80000,抗氧剂为季戊四醇酯类 (抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为30000。
上述PBT/PTT预聚物制备工艺如下:
将上述重量份原料加入反应釜,升高温度200℃,以100r/min均匀搅拌,抽真空,保持-0.01,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃,得到含有10%单体的PBT/PTT预聚物。
由连续玄武岩纤维在100℃预热15min后,使用KH550:钛酸四丁酯重量比为70:30混合液,浸泡15min,将PBT/PTT预聚物均匀涂覆在表面,PBT/PTT预聚物占玄武岩重量份的1%,将涂覆完成的连续玄武岩纤维置于200℃停留30min后降至室温,得到改性玄武岩纤维。
本实施例中的PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性玄武岩纤维通过测喂料口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度180℃、二区温度250℃、三区温度250℃、四区温度250℃、五区温度260℃、六区温度230℃、第七区温度230℃,模头温度240℃,主螺杆转速为300r/min。
经冷却,切粒得到PBT/PTT组合物粒子,将PBT/PTT组合物粒子放置在120℃密闭装置内,抽真空至-0.02MPa,处理10min,后降至室温得到PBT/PTT组合物。
实施例2
本实施例中的PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 45 |
1,4-丁二醇 | 20 |
1,3-丙二醇 | 20 |
钛酸四丁酯 | 1.5 |
磷酸三苯酯 | 2 |
其中,PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
上述PBT/PTT预聚物制备工艺如下:
将上述重量份原料加入反应釜,升高温度200℃,以150r/min均匀搅拌,抽真空,保持 -0.03,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃,得到含有15%单体的PBT/PTT预聚物。
由连续玄武岩纤维在100℃预热20min后,使用KH550:钛酸四丁酯重量比为70:30混合液,浸泡15min,将PBT/PTT预聚物均匀涂覆在表面,PBT/PTT预聚物占玄武岩重量份的2.5%,将涂覆完成的连续玄武岩纤维置于200℃停留35min后降至室温,得到改性玄武岩纤维。
本实施例中的PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性玄武岩纤维通过测喂料口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度200℃、二区温度260℃、三区温度260℃、四区温度260℃、五区温度270℃、六区温度240℃、第七区温度240℃,模头温度250℃,主螺杆转速为400r/min。
经冷却,切粒得到PBT/PTT组合物粒子,将PBT/PTT组合物粒子放置在130℃密闭装置内,抽真空至-0.03MPa,处理20min,后降至室温得到PBT/PTT组合物。
实施例3
本实施例中的PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 85 |
PPT | 15 |
改性CBF | 45 |
抗氧剂 | 1 |
环氧树脂 | 1.5 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 50 |
1,4-丁二醇 | 25 |
1,3-丙二醇 | 25 |
钛酸四丁酯 | 2 |
磷酸三苯酯 | 3 |
其中,PBT的数均分子量为120000,PTT的数均分子量为120000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,均分子量为50000。
上述PBT/PTT预聚物制备工艺如下:
将上述重量份原料加入反应釜,升高温度200℃,以200r/min均匀搅拌,抽真空,保持 -0.06MPa,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃,得到含有20%单体的PBT/PTT预聚物。
由连续玄武岩纤维在100℃预热30min后,使用KH550:钛酸四丁酯重量比为70:30混合液,浸泡15min,将PBT/PTT预聚物均匀涂覆在表面,PBT/PTT预聚物占玄武岩重量份的5%,将涂覆完成的连续玄武岩纤维置于200℃停留40min后降至室温,得到改性玄武岩纤维。
本实施例中的PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性玄武岩纤维通过测喂料口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度230℃、二区温度270℃、三区温度270℃、四区温度270℃、五区温度270℃、六区温度240℃、第七区温度240℃,模头温度250℃,主螺杆转速为500r/min。
经冷却,切粒得到PBT/PTT组合物粒子,将PBT/PTT组合物粒子放置在140℃密闭装置内,抽真空至-0.04MPa,处理30min,后降至室温得到PBT/PTT组合物。
实施例4
本实施例中的PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 55 |
1,4-丁二醇 | 30 |
1,3-丙二醇 | 30 |
钛酸四丁酯 | 1.5 |
磷酸三苯酯 | 2 |
其中,PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
上述PBT/PTT预聚物制备工艺及改性玄武岩纤维的制备工艺同实施例2
本实施例中的PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性玄武岩纤维通过测喂料口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度230℃、二区温度270℃、三区温度270℃、四区温度270℃、五区温度270℃、六区温度240℃、第七区温度240℃,模头温度250℃,主螺杆转速为500r/min。
经冷却,切粒得到PBT/PTT组合物粒子,将PBT/PTT组合物粒子放置在150℃密闭装置内,抽真空至-0.05MPa,处理20min,后降至室温得到PBT/PTT组合物。
实施例5
本实施例中的PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 60 |
1,4-丁二醇 | 35 |
1,3-丙二醇 | 35 |
钛酸四丁酯 | 1.5 |
磷酸三苯酯 | 2 |
其中,PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
上述PBT/PTT预聚物制备工艺和改性玄武岩纤维的制备工艺同实施例2。
本实施例中的PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂、环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性玄武岩纤维通过测喂料口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度200℃、二区温度260℃、三区温度260℃、四区温度260℃、五区温度270℃、六区温度240℃、第七区温度240℃,模头温度250℃,主螺杆转速为400r/min。
经冷却,切粒得到PBT/PTT组合物粒子,将PBT/PTT组合物粒子放置在160℃密闭装置内,抽真空至-0.06MPa,处理20min,后降至室温得到PBT/PTT组合物。
对比例1
本对比例PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
PBT/PTT组合物制备工艺同实施例2。
对比例2
本对比例PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂数为双酚A型,数均分子量为40000。
改性CBF的制备方法:连续玄武岩纤维在100℃预热20min后,使用KH550:钛酸四丁酯重量比为70:30混合液,浸泡15min,完成CBF的改性处理。
PBT/PTT组合物制备工艺同实施例2。
对比例3
本对比例PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
PBT/PTT预聚物制备工艺如实施例2。
PBT/PTT组合物制备工艺如下:
将上述PBT、PTT、抗氧剂和环氧树脂加入混料锅,混合均匀后从双螺杆挤出机主喂加入,改性CBF在挤出机第五段,通过玻纤口加入双螺杆挤出机,制备工艺温度:一区温度200℃、二区温度260℃、三区温度260℃、四区温度260℃、五区温度270℃、六区温度240℃和第七区温度240℃,模头温度250℃,主螺杆转速为400r/min。经挤出,冷却切粒得到PBT/PTT组合物。
对比例4
本对比例PBT/PTT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
PPT | 35 |
改性CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
PBT/PTT预聚物,有以下重量份的原料制备而成:
对苯二甲酸 | 60 |
1,4-丁二醇 | 35 |
1,3-丙二醇 | 35 |
钛酸四丁酯 | 1.5 |
磷酸三苯酯 | 2 |
PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
PBT/PTT预聚物、改性CBF和PBT/PTT组合物制备工艺同实施例2。
对比例5
本对比例PBT组合物,由以下重量份的原料制备而成:
PBT | 65 |
CBF | 35 |
抗氧剂 | 0.75 |
环氧树脂 | 1 |
PBT的数均分子量为100000,PTT的数均分子量为100000,抗氧剂为季戊四醇酯类(抗氧剂1010)和亚磷酸酯类(抗氧剂168)组成的混合物(重量比1:1),环氧树脂为双酚A型,数均分子量为40000。
PBT组合物制备工艺同实施例2。
实施例和对比例中的具体添加成分如表1中所示的:
表1实施例与对比例原料组成重量份一览表
其中,实施例1-5、对比例2-5玄武岩纤维均为改性玄武岩纤维,对比例1为普通玄武岩纤维。
性能测试:
上述实施例1-5及对比例1-4制备的样料经相同的干燥、注塑工艺按ASTM测试标准制备出力学性能测试样条,然后经相同的湿度,温度,时间调节各样条,测得的物性测试数据如表2。
将上述对比例与实施例所制试样进行以下性能测试:
拉伸性能:按ASTM D638标准测试,拉伸速率50mm/min;
弯曲性能:按ASTM D790标准测试,拉伸速率2mm/min;
冲击性能:按ASTM D256标准测试,样条厚度为3.2mm。
色差值变化:将色板置于200℃烘烤168h,测试烘烤前后色差变化。
表2实施例1-5及对比例1-4的性能
测试项目 | 色差△E | 拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 缺口冲击强度(J/m) |
实施例1 | 2.3 | 130 | 166 | 113 |
实施例2 | 1.9 | 138 | 190 | 124 |
实施例3 | 2.0 | 155 | 223 | 144 |
实施例4 | 1.9 | 140 | 186 | 123 |
实施例5 | 1.5 | 143 | 193 | 128 |
对比例1 | 4.5 | 113 | 143 | 90 |
对比例2 | 4.4 | 122 | 155 | 95 |
对比例3 | 4.7 | 130 | 162 | 104 |
对比例4 | 4.6 | 133 | 187 | 111 |
对比例5 | 6.5 | 102 | 130 | 80 |
从实施例1到实施例3对比来看,随着玻纤、PBT树脂,PTT树脂、改性玄武岩纤维,环氧树脂、后处理抽真空温度和时间的提高,PBT/PTT组合物的性能,抗高温黄变能力越好,其中实施例2性能最优。
从实施例2、实施例4和实施例5相比,随着抽真空温度越高,真空效果越好,PBT/PTT 组合物的性能越好,抗高温黄变性能越好。抽真空温度越高,真空度越好,PBT/PTT组合物中小分子,低聚物被抽出,残留量更少,PBT/PTT组合物粒子中不耐温分子含量越少,抗高温黄变能力越好。
从实施例2和对比例5相比,随着PTT,及单体1,3-丙二醇的单体的引入,组合物PBT/PTT 的物性,抗高温黄变能力提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于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,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种PBT/PTT组合物,其特征在于,其制备包括以下步骤:
以重量份数计,将45-85份PBT、15-55份PTT、0.5-1份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂混合均匀,得到预混料,所述PBT和所述PTT的重量份数总和为100份;
将所述预混料加入到双螺杆挤出机中,同时将25-45份改性玄武岩纤维通过侧喂料机加入所述双螺杆挤出机,熔融挤出造粒后,于120-160℃密闭装置内,抽真空至-0.02~-0.06MPa,处理10-30min后,降温,得到所述PBT/PTT组合物;
所述改性玄武岩纤维由玄武岩纤维预热后,使用硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的混合液浸泡后,将占所述玄武岩纤维重量份1~5%的PBT/PTT预聚物均匀涂覆在浸泡后的所述玄武岩纤维表面,然后置于200~220℃保温30~40min后降温得到;
其中,所述PBT/PTT预聚物为PBT、PTT共聚低聚物体系,其由40~60份对苯二甲酸、15~35份丁二醇、15~35份1,3-丙二醇、1~2份钛酸四丁酯和1~3份磷酸三苯酯按照重量份数制备而成;
其具体的制备方法为:按照配比将上述原料于200℃以100-200rpm均匀搅拌,抽真空并保持-0.01~-0.06MPa,待全部变成透明后停止加热,冷却至180℃得到含有10%-20%单体的PBT/PTT预聚物。
2.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,其由65-75份PBT、35-45份PTT、30-40份改性玄武岩纤维、0.5~1份抗氧剂和0.5-1.5份环氧树脂按照重量份制备而成。
3.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,所述PBT的数均分子量为80000~120000,所述PTT的数均分子量为80000~120000。
4.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,所述玄武岩纤维为连续玄武岩纤维,其直径为8-11μm。
5.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,所述预热的温度为80~100℃、时间为15-30min;所述混合液中硅烷偶联剂与钛酸四丁酯的重量比为70:30。
6.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型,其数均分子量为30000~50000。
7.如权利要求1所述的PBT/PTT组合物,其特征在于,所述双螺杆挤出机的工作参数为:一区温度180-230℃、二区温度250-270℃、三区温度250-275℃、四区温度250-270℃、五区温度为260-270℃、六区温度230-240℃、第七区温度230-240℃、模头温度240-250℃,主螺杆转速为300-500r/min。
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