CN111117176A - 一种尺寸稳定的工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种尺寸稳定的工程塑料及其制备方法，工程塑料按重量百分比包括PBT40～70％、PET 5％～30％、相容剂3％～10％、玻纤10％～30％、云母5％～25％、阻燃剂10％～20％、主抗氧剂0.1％～0.5％、辅助抗氧剂0.1％～0.5％和润滑剂0.1％～0.5％。本发明在PBT体系中加入云母和玻纤组分，能够增加材料的刚性，降低制品尺寸收缩率，能显著提升制品的硬度和耐磨性能；此外，在PBT体系中加入PET组分，能够改善材料的翘曲变形，降低制品尺寸收缩率，改善制件成型加工稳定性，提升耐温性能，降低材料成本；还有，加入相容剂后使云母、玻纤与PBT有很好的相容性，并能够极大提升合金材料的冲击强度。

Description

一种尺寸稳定的工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料，特别涉及一种尺寸稳定的工程塑料及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，人们对材料的要求也日益提高,改性工程塑料广泛用于家电产品中，PBT是一种性能优良的工程塑料,由于具有优良的机械强度，较好的耐热性、电性能等被广泛应用，同时，易翘曲变形而限制了其在某些领域的应用，其制品尺寸不稳定，或易收缩变形，或翘曲。以前，解决上述问题的途径有：一是加入成核剂；二是加入玻纤或者其它矿物，这些技术方法对改善PBT工程塑料的尺寸稳定性有一定的作用，但对于一些要求较高的家电产品，如电磁炉等，这些改善还远远不够。
因此，有必要做进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能够降低制品尺寸收缩率，改善制件成型加工稳定性，显著提升制品的机械强度和耐温性能，降低材料成本的尺寸稳定的工程塑料及其制备方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：按重量百分比包括PBT40～70％、PET 5％～30％、相容剂3％～10％、玻纤10％～30％、云母5％～25％、阻燃剂10％～20％、主抗氧剂0.1％～0.5％、辅助抗氧剂0.1％～0.5％和润滑剂0.1％～0.5％。
所述相容剂为ABS-g-MAH的复配混合物；所述云母的目数为1250。
所述阻燃剂按重量百分比包括十溴二苯乙7～15％和三氧化二锑3％～5％。
所述主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
所述润滑剂为高分子树脂多功能润滑剂，高分子树脂中引入极性基团。
按此目的设计的一种制备所述尺寸稳定的工程塑料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将PBT、PET、相容剂、抗氧剂、润滑剂、云母和阻燃剂分别按成分比例称量准确，然后分别将其按先后顺序加入到混料搅拌机中，搅拌3～5分钟，得到预混物，再打开双螺杆挤出机生产线电源开关，使双螺杆挤出机预热；
B、将预混物投放到双螺杆挤出机的加料料斗中，启动双螺杆挤出机生产线，在玻纤口加入玻纤；
C、预混物经过双螺杆挤出，水冷切粒，得到所述尺寸稳定的工程塑料。
所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
步骤B中，双螺杆挤出机的设定加热温度为230～240℃，升温时间为30分钟。
步骤C中，双螺杆挤出机主机转速为300转/分钟，恒定温度为230～240℃。
本发明具有以下效果：
1、通过在PBT材料上加入ABS-g-MAH相容剂，并通过在PBT材料上加入PET工程材料进行复配共混，使制作后的PBT材料尺寸稳定性更好、加工工艺简单、制造成本低，取得了令人满意的效果。
2、在尺寸稳定的PBT体系中加入云母和玻纤组分，能够增加材料的刚性，降低制品尺寸收缩率，改善制件成型加工稳定性，能显著提升制品的硬度和耐磨性能，并能够大幅降低材料成本；
3、相容剂为ABS-g-MAH(马来酸酐接枝ABS)的复配混合物，加入后使云母、玻纤与PBT有很好的相容性，并能够极大提升合金材料的冲击强度；
4、在尺寸稳定的PBT体系中加入PET组分，能够改善材料的翘曲变形，降低制品尺寸收缩率，改善制件成型加工稳定性，提升耐温性能，并降低材料成本；
5、在尺寸稳定PBT体系中加入阻燃剂组分，能够使材料的阻燃性能达到UL94 V-0；
6、辅助抗氧剂属于高分子量亚磷酸酯类抗氧剂，相比普通受阻酚型抗氧剂，耐高温性能更好，抗黄变能力很强，具有更高的加工温度，长时间高温下使用不易变色，能够使尺寸稳定的PBT颜色更稳定；
7、润滑剂为耐高温高分子多功能润滑剂，该润滑剂高分子树脂中引入了极性基团，提高了树脂与极性高聚合物的相容性，并且极性基团羧基对无机颜料等有很强的吸附能力，使功能性粉体能够均匀地分散到高分子量树脂体系中，并使该粉体的分散状态保持稳定，可以有效地避免加工过程中发生团聚现象，分散性更好，润滑效果更佳。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
本尺寸稳定的工程塑料，按重量百分比包括PBT 40～70％、PET 5％～30％、相容剂3％～10％、玻纤10％～30％、云母5％～25％、阻燃剂10％～20％、主抗氧剂0.1％～0.5％、辅助抗氧剂0.1％～0.5％和润滑剂0.1％～0.5％。本工程塑料将PBT与PET与共混合金化，既保持了原有聚合物的优良性能，又改进了各自聚合物性能的不足，将PBT与PET共混所制得的PBT材料既具有尺寸稳定性好，又具有良好耐热性、加工性，目前，电磁炉上盖等很多电器都选用PBT/PET合金工程材料。
相容剂为ABS-g-MAH的复配混合物；ABS树脂是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，具有良好的尺寸稳定性，ABS-g-MAH作为很好的相容剂，可增加玻纤和云母等矿物与塑料树脂的相容性，同时使ABS与PBT有很好的相容性，从而改善材料的尺寸稳定性、表面光洁性、机械强度以及冲击强度。所述云母的目数为1250；加入云母和玻纤组分，能够增加尺寸稳定PBT材料的刚性，降低制品尺寸收缩率，制品不易翘曲变形，改善制件成型加工稳定性，能显著提升制品的硬度和耐磨性能，并能够大幅降低材料成本。
阻燃剂按重量百分比包括十溴二苯乙烷7～15％和三氧化二锑3％～5％，阻燃剂能够使材料的阻燃性能达到UL94 V-0。
主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，这种抗氧剂耐高温性能好，抗黄变能力很强，长时间高温下使用不易变色，能够使尺寸稳定PBT材料颜色更稳定。
润滑剂为高分子树脂多功能润滑剂，该润滑剂使功能性粉体能够均匀地分散到高分子量树脂体系中，并使该粉体的分散状态保持稳定，可以有效地避免加工过程中发生团聚现象，分散性更好，润滑效果更佳。
本发明配方如下：
Figure BDA0002361587650000031
Figure BDA0002361587650000041
按重量百分比包括PBT 55％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、云母5％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
用于制备上述尺寸稳定的工程塑料的方法，包括以下步骤：
A、将PBT、PET、相容剂、抗氧剂、润滑剂、云母和阻燃剂分别按成分比例称量准确，然后分别将其按先后顺序加入到混料搅拌机中，搅拌3～5分钟，得到预混物，再打开双螺杆挤出机生产线电源开关，使双螺杆挤出机预热；
B、将预混物投放到双螺杆挤出机的加料料斗中，启动双螺杆挤出机生产线，在玻纤口加入玻纤；
C、预混物经过双螺杆挤出，水冷切粒，得到所述尺寸稳定的工程塑料。
双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
步骤B中，双螺杆挤出机的设定加热温度为230～240℃，升温时间为30分钟。
步骤C中，双螺杆挤出机主机转速为300转/分钟，恒定温度为230～240℃。
第二实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT50％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第三实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT45％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、云母15％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第四实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT40％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、云母20％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第五实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT35％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、云母25％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第六实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT45％、PET 15％、相容剂3％、玻纤15％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第七实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT40％、PET 15％、相容剂3％、玻纤20％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第八实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT35％、PET 15％、相容剂3％、玻纤25％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第九实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT55％、PET 10％、相容剂3％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT45％、PET 20％、相容剂3％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十一实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT40％、PET 25％、相容剂3％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十二实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT48％、PET 20％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十三实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT42％、PET 20％、相容剂6％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十四实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT49％、PET 10％、相容剂9％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十五实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT65％、相容剂3％、玻纤10％、云母10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
第十六实施例
本尺寸稳定的工程塑料不同于第一实施例之处在于：按重量百分比包括PBT60％、PET 15％、相容剂3％、玻纤10％、十溴二苯乙烷9％、三氧化二锑3％、主抗氧剂0.15％、辅助抗氧剂0.15％和润滑剂0.5％。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
综合力学性能测试
本配方实施方案的综合力学性能的测试方法如下：
Figure BDA0002361587650000071
本配方实施方案的综合力学性能的测试结果如下：
测试项目 测试方法 材料性能
拉伸强度(MPa) GB/T1040 71
断裂伸长率(％) GB/T1040 1.8
弯曲强度(Mpa) GB/T9341 107
弯曲模量(Gpa) GB/T9341 4.8
缺口冲击强度(KJ/m2) GB/T1043 4.6
熔体指数(g/10min) GB/T 3682 56
热变形温度(℃) GB/T 1634 195
模塑收缩率-水平 GB/T 17037 0.3
模塑收缩率-垂直 GB/T 17037 0.5
阻燃性能3.2mm UL94 V-0
不同实施例的具体成分表：
Figure BDA0002361587650000081
(续)
Figure BDA0002361587650000091
不同实施例的综合力学性能检测数据表：
Figure BDA0002361587650000092
(续1)
Figure BDA0002361587650000101
(续2)
Figure BDA0002361587650000102
Figure BDA0002361587650000111
由上表可以看出，本尺寸稳定PBT材料在加入ABS-g-MAH组分后，使云母、玻纤与PBT有很好的相容性，从而提升材料的冲击强度，同时使材料的模塑收缩率明显降低，尺寸稳定性更好，也提高了材料的成型加工稳定性。
由上面各表可以看出，本尺寸稳定PBT材料在加入PET组分后，材料的模塑收缩率有降低，能够降低材料成本。
由上面各表可以看出，本尺寸稳定PBT材料在加入云母及玻纤组分后，能够增加材料的刚性及强度，材料的模塑收缩率明显降低，成型加工稳定性更好，并能够降低材料成本。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：按重量百分比包括PBT 40～70％、PET 5％～30％、相容剂3％～10％、玻纤10％～30％、云母5％～25％、阻燃剂10％～20％、主抗氧剂0.1％～0.5％、辅助抗氧剂0.1％～0.5％和润滑剂0.1％～0.5％。
2.根据权利要求1所述尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：所述相容剂为ABS-g-MAH的复配混合物；所述云母的目数为1250。
3.根据权利要求2所述尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：所述阻燃剂按重量百分比包括十溴二苯乙烷7～15％和三氧化二锑3％～5％。
4.根据权利要求3所述尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：所述主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
5.根据权利要求4所述尺寸稳定的工程塑料，其特征在于：所述润滑剂为高分子树脂多功能润滑剂。
6.用于制备权利要求1所述尺寸稳定的工程塑料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将PBT、PET、相容剂、抗氧剂、润滑剂、云母和阻燃剂分别按成分比例称量准确，然后分别将其按先后顺序加入到混料搅拌机中，搅拌3～5分钟，得到预混物，再打开双螺杆挤出机生产线电源开关，使双螺杆挤出机预热；
B、将预混物投放到双螺杆挤出机的加料料斗中，启动双螺杆挤出机生产线，在玻纤口加入玻纤；
C、预混物经过双螺杆挤出，水冷切粒，得到所述尺寸稳定的工程塑料。
7.根据权利要求6所述尺寸稳定的工程塑料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
8.根据权利要求6所述尺寸稳定的工程塑料的制备方法，其特征在于：步骤B中，双螺杆挤出机的设定加热温度为230～240℃，升温时间为30分钟。
9.根据权利要求6所述尺寸稳定的工程塑料的制备方法，其特征在于：步骤C中，双螺杆挤出机主机转速为300转/分钟，恒定温度为230～240℃。
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