CN1124317C - 一种聚对苯二甲酸丁二酯复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，包括重量份数100份的聚对苯二甲酸丁二酯，10-80份的晶须，1-40份的热致液晶聚合物，0-10份的马来酸酐接枝聚丙烯。其中热致液晶聚合物为主链型芳香共聚酯，由于热致液晶聚合物具有很强的切力变稀的流变特性，有效降低了硫酸镁晶须在加工过程中的折断，从而改善了复合材料的加工性并提高了聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的力学性能。
Description
本发明涉及一种用晶须增强的热塑性复合材料，特别涉及到一种用热致液晶聚合物与硫酸镁晶须混杂增强的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)复合材料。
混杂增强复合材料是由一种以上增强剂增强的复合材料。混杂增强可以分别发挥不同增强剂的增强特点，取长补短，有时甚至可以起到增强剂间的协同增强作用。
PBT是一种通用工程塑料，目前它和增强聚对苯二甲酸乙二酯一起作为热塑性聚酯已发展为继聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚之后的第五大工程塑料。<<工程塑料性能成型应用>>(石安富等编，上海科学技术出版社出版)1986年P251报导，PBT与其它工程塑料相比，并没有多大的优越性，如表1所示，PBT除长期使用温度较高外，机械性能不如其它一些工程塑料。
表1.PBT和其它一些工程塑料性能比较
| 性能 | PBT | PET | 尼龙6 | 聚碳酸酯 | 聚甲醛 |
| 拉伸强度(Mpa) | 56 | 73 | 83 | 67 | 62 |
| 长期使用温度(℃) | 120-140 | 80-120 | 82-120 | 120 | 104 |
晶须是在人为控制下以单晶形式生长成的一种纤维。由于晶须主体结构为单晶体，因而它具有超高的模量及强度。《塑料用填料及增强剂手册》1985年P404(H.S.卡茨J.V.米路西凯编，化学工业出版社)报导：晶须在处理及使用时有困难，这些困难导致晶须性能不能很好地体现在所制的复合材料性能上。由于晶项的直径很小，一般只有0.5-5微米，因而其在处理及复合时十分容易折断。因而晶须增强的复合材料的力学性能目前还不理想。
为了克服晶须增强复合材料在复合增强时晶须容易折断的弱点，本发明将热致液晶聚合物引入晶须增强热塑性树脂基复合材料，利用热致液晶聚合物及无机晶须对热塑性基体进行混杂增强，提供一种加工性能好且抗张强度高的热塑性复合材料。
本发明利用热致液晶聚合物与硫酸镁晶须对PBT进行混杂增强，使其力学性能得到提高。
本发明的目的在于提供一种聚对苯二甲酸丁二酯复合材料。
本发明的聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，包括重量份数100份的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，10-80份的晶须，1-40份的热致液晶聚合物(TLCP)，0-10份的马来酸酐接枝聚丙烯(g-PP)。
其中上述的晶须可以为硫酸镁晶须(Whisker)。上述硫酸镁晶须可以为表面处理过的晶须，可以用硅烷偶联剂处理，也可用钛酸酯偶联剂处理。
上述热致液晶聚合物可以为主链型热致液晶聚合物，其中热致液晶聚合物可以为主链型热致液晶芳香共聚酯，熔融范围是190℃至350℃，在偏光显微镜下呈丝织态结构。例如：对羟基苯甲酸与对苯二甲酸乙二酯的无规共聚酯，熔点范围为250℃至330℃，结构式如下：
本发明的热致液晶聚合物与晶须增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的制法按以下步骤进行：将10-80份的硫酸镁晶须，1-40份的热致液晶共聚酯及0-10份的马来酸配接枝聚丙烯与100份聚对苯二甲酸丁二酯，通过单螺杆或双螺杆挤出机在200℃至270℃内共混挤出造粒，然后注塑成型。
由于热致液晶聚合物具有很强的切力变稀的流变特性，有效降低了硫酸镁晶须在加工过程中的折断，从而改善了复合材料的加工性并提高了聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的力学性能。表2为不同组分的热致液晶聚合物与晶须增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的拉伸力学性能。表2.热致液晶聚合物与晶须增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的拉伸力学性能
| 样品 | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) |
| Whisker/PBT 20/80 | 57.1 | 8.3 |
| Whisker/PBT/TLCP 20/75/5 | 73.0 | 7.3 |
| Whisker/PBT/g-PP 20/80/5 | 70.5 | 10.9 |
| Whisker/PBT/TLCP/g-PP 20/75/5/5 | 76.2 | 12.9 |
实施例1.
用20份硫酸镁晶须(中国科学院沈阳金属所生产)和5份RD501热致液晶聚合物(Celanese公司生产)和5份马来酸配接枝聚丙烯和75份聚对苯二甲酸丁二酯在HAAKE TW100双螺杆上进行挤出造粒，共混温度为240℃，转矩低于40牛顿米，然后在240-250℃用CS-183注塑机将上述共混样品注塑成哑铃形，测得的拉伸强度为76.2MPa，断裂伸长率为12.9％。
实施例2.
用20份硫酸镁晶须(中国科学院沈阳金属所生产)和5份RD501热致液晶聚合物(Celanese公司生产)和75份聚对苯二甲酸丁二酯在HAAKETW100双螺杆上进行挤出造粒，共混温度为240℃，转矩低于40牛顿米，然后在240-250℃用CS-183注塑机将上述共混样品注塑成哑铃形，测得的拉伸强度为73.0MPa，断裂伸长率为7.3％。
Claims (4)
1.一种聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，包括重量份数100份的聚对苯二甲酸丁二酯，10-80份的硫酸镁晶须，1-40份的主链型热致液晶共聚酯，0-10份的马来酸酐接枝聚丙烯。
2.按照权利要求1的复合材料，其中所述的晶须为表面处理过的晶须。
3.按照权利要求2的复合材料，其中所述的晶须表面用硅烷偶联剂处理或用钛酸酯偶联剂处理。
4.按照权利要求1的复合材料，其中所述的热致液晶共聚酯为主链型热致液晶芳香共聚酯。
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