CN1256383C - 聚酯工程塑料合金及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑料合金，特别涉及一种聚酯工程塑料合金。解决单一的聚酯耐磨性不够、缺口冲击敏感，制品易产生翘曲、变形的缺陷。技术解决方案是：高自润滑、高耐磨、增强聚酯工程塑料合金，其组成成分的重量配比为：聚酯60～100份，聚氨酯或聚酯弹性体中的一种或两种5～30份，马来酸酐接枝体0～5份，增韧母料A0～40份，增韧母料B0～30份，玻璃微珠10～30份，钛酸钾晶须5～30份，超高分子量聚乙烯2～15份，硅油1～8份，聚四氟乙烯5～20份，硅烷偶联剂0.2～1.0份，双硬脂酸酰胺0.2～1.0份，抗氧剂0.1～1.0份。所述的增韧母料A和B的制造是用聚酯与聚氨酯或聚酯与聚酯弹性体以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料A和B，主要可用于介电性能要求较高的高速、高压、高热条件下动力传动传导零部件。
Description
技术领域：本发明涉及一种塑料合金，特别涉及一种高自润滑、高耐磨、增强聚酯工程塑料合金及制造方法。
背景技术：聚酯(PBT)是极具潜在应用价值的工程塑料，综合性能优异，成型性优良，与尼龙(PA)及聚甲醛(POM)相比，在耐磨性方面略为逊色，但其吸湿性和耐热性，特别是良好的介电性能更显优越，适用于动力传动传导部件的结构材料，但单一的聚酯(PBT)耐磨性不够，聚酯(PBT)缺口冲击敏感，制品易产生翘曲、变形，难以满足高速、高压及高温等条件下长期正常工作。
发明内容：本发明需要解决的技术问题是：提高其强度和耐磨性能，满足高速、高压及高温等条件下长期正常工作。本发明的思路是：通过增强增韧合金技术及复合耐磨减磨功能化技术改性，赋予聚酯更强更高的综合性能及优异的永久性的高自润滑、高耐磨功能性，能满足在在动力传动传导工程方面的应用，可与尼龙(PA)、聚甲醛(P0M)相竞争。采用以下的技术手段：1、聚酯(PBT)增韧耐磨合金化技术，采用具有突出的耐磨损性能及良好的强度和耐热性的热塑性弹性体来克服聚酯(PBT)缺口冲击敏感，同时提高冲击强度，还改善制品翘曲、变形等缺陷，制得聚酯(PBT)/聚氨酯(TPU)，聚酯(PBT)/聚酯弹性体(TPEE)工程塑料合金。2、复合增强抗磨“改性技术”采用增强、抗磨双重功效的玻璃微珠与钛酸钾晶须组成的复合增强抗磨体系。3、复合润滑减摩改性技术：复合润滑减摩体系由固体润滑剂和液体润滑剂组成，固体润滑剂是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)聚四氟乙烯(PTFE)，液体润滑剂为硅油。复合润滑减摩剂起着功能相辅的作用，固体润滑剂主要是使塑料合金的表面形成一层转移膜，同时起着抑制和削减疲劳裂纹以及粘着性的磨损，而液体润滑剂以微珠状态相互独立均匀分散其中，起着无数微型油箱的作用，保持磨擦面上有一层用之不竭的油膜。
本发明的技术方案为：聚酯工程塑料合金，其组成成分的重量配比为：
| 材料名称 | 份 |
| 聚酯(PBT) | 60～100 |
| 聚氨酯(TPU)、聚酯弹性体(TPEE)中的一种或两种 | 5～30 |
| 马来酸酐接枝体 | 0～5 |
| 增韧母料A | 0～40 |
| 增韧母料B | 0～30 |
| 玻璃微珠 | 10～30 |
| 钛酸钾晶须 | 5～30 |
| 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) | 2～15 |
| 硅油 | 1～8 |
| 聚四氟乙烯 | 5～20 |
| 分散剂A | 0.2～1 |
| 分散剂B | 0.2～1 |
| 抗氧剂 | 0.1～1 |
所述的增韧母料A的制造是用聚酯与聚氨酯以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料A，增韧母料B的制造用聚酯与聚酯弹性体以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料B。分散剂A为硅烷偶联剂，抗氧剂为抗氧剂1222，分散剂B采用双硬脂酸酰胺。本发明原料为通用原料均由市场采购而得。
制造方法采用一步法或二步法，一步法(一次挤出法)：
聚酯(PBT)+聚氨酯(TPU)、聚酯弹性体(TPEE)中的一种或两种+复合增强抗磨剂+复合润滑减摩剂+加工助剂→高速共混→挤出造粒。
二步法(二次挤出法)：母料法：首先制备增韧母料A或增韧母料B，然后将增韧母料A或增韧母料B、聚酯、复合增强抗磨与复合润滑减摩剂、加工助剂→高速混合→挤出造粒。复合增强抗磨剂由玻璃微珠和钛酸钾晶须组成，复合润滑减摩剂由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅油组成，加工助剂由马来酸酐接枝体、偶联剂、成核剂、抗氧剂、分散剂A、分散剂B组成。
本发明的有益效果是：聚酯工程塑料合金，是一种新型功能性的高性能工程塑料合金，具有良好的性能价格比，可广泛应用于汽车、精密仪器、电子电器等行业制造轻质高强、耐冲击、耐高温、自润滑、高耐磨，介电性能优良的动力传动传导部件的材料。可满足耐磨高强机械另部件的需求。本发明的高自润滑、高耐磨、高强度聚酯(PBT)工程塑料合金，具有卓越的耐损性能：磨擦系数＜0.15，磨损量＜0.3。其耐温性、介电性能尤其突出。
具体实施方式：实施例1-5的组分重量配比见下表
| 材料 | 1号(份) | 2号(份) | 3号(份) | 4号(份) | 5号(份) |
| 聚酯(PBT)(特性粘度0.8～1.05) | 65 | 75 | 85 | 70 | 100 |
| 聚氨酯(TPU)(聚酯型) | 25 | ～ | 15 | ||
| 马来酸酐接枝体 | 2 | 3 | 4 | 4 | |
| 聚酯弹性体(TPEE) | 5 | 25 | ～ | ||
| 增韧母料A | 15 | ||||
| 增韧母料B | 30 | ||||
| 玻璃微珠 粒径um＜65 | 5 | 15 | 30 | 20 | 10 |
| 钛酸钾晶须φ0.2～1.5um长10～80um | 5 | 15 | 20 | 30 | 10 |
| 超高分子量聚乙烯 分子量＞150万 | 6 | 8 | 10 | 15 | 10 |
| 硅油 运动粘度0.001～0.06m2/s | 1 | 2 | 4 | 8 | 5 |
| 聚四氟乙烯 | 5～20 | 5～20 | 5～20 | 5～20 | 5～20 |
| 分散剂A，硅烷偶联剂 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 0.2 |
| 分散剂B(双硬脂酸酰胺) | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 0.6 |
| 抗氧剂1222 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 0.6 |
具体制造方法：实施例1：参见1号配方，采用一步法，在通用高速混合机内，按上述配比依次加入各组分，升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨、增强聚酯工程塑料合金。
实施例2：参见2号配方，采用一步法，其余与实施例1相同。
实施例3：参见3号配方，采用两步法，首先制备增韧母料A，增韧母料A的制造方法：
聚酯(PBT)/聚氨酯(TPU)，以1～2∶1的配比配制以重量计取100份，抗氧剂1222 0.5份，分散剂B双硬脂酸酰胺0.2份，在通用高速混合机内，按上述配比，依次加入，升温至80±5℃，搅拌4～10分钟，挤出造粒得到增韧母料A。然后在通用高速混合机内，按3号配比依次加入各组分，升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨、增强聚脂工程塑料合金。
实施例4：参见4号配方，采用两步法，首先制备增韧母料B，增韧母料B的制造方法：
聚酯(PBT)/聚酯弹性体(TPEE)，以1～2∶1的配比配制以重量计取100份，抗氧剂1222 0.5份，分散剂B双硬脂酸酰胺0.2份，在通用高速混合机内，按上述配比，依次加入，升温至80±5℃，搅拌4～10分钟，挤出造粒得到增韧母料B。然后在通用高速混合机内，按4号配比依次加入各组分，升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨、增强聚酯工程塑料合金。
实施例5，参见5号配方，其余与实施例1相同。
实施例6：复合增强抗磨剂的配比与表面处理法：
玻璃微珠/钛酸钾晶须＝10～30/2～20，以重量计100份，在高速混合器内混合，升温到100℃，加入表面硅烷偶联剂KH550 0.5～1.5％进行表面处理，搅拌4～8分钟。复合增强抗磨剂以重量份计配用量为5～30份。
实施例7：复合润滑减摩剂的配比与配制法：
超高分子量聚乙烯/聚四氟乙烯/硅油/分散剂A(硅烷型偶联剂)＝5～15/5～20/1～4/0.5～1.0以重量计100份，依次加入在高速混合机内混合，升温至80±5℃，继续混合搅拌4～8分钟。复合润滑减摩剂以重量份计配用量为12～20份。
Claims (6)
1、聚酯工程塑料合金，其组成成分的重量配比为：聚酯60～100份，聚氨酯或聚酯弹性体中的一种或两种5～30份，马来酸酐接枝体0～5份，增韧母料A 0～40份，增韧母料B 0～30份，玻璃微珠10～30份，钛酸钾晶须5～30份，超高分子量聚乙烯2～15份，硅油1～8份，聚四氟乙烯5～20份，硅烷偶联剂0.2～1.0份，双硬脂酸酰胺0.2～1.0份，抗氧剂0.1～1.0份；所述的增韧母料A的制造是用聚酯与聚氨酯以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料A，增韧母料B的制造用聚酯与聚酯弹性体以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料B。
2、根据权利要求1所述的聚酯工程塑料合金，其特征是：抗氧剂为抗氧剂1222。
3、根据权利要求1所述的聚酯工程塑料合金，其特征是：超高分子量聚乙烯的分子量应大于150万，硅油的运动粘度控制在：0.001-0.06m2/s，玻璃微珠粒径小于65μm，钛酸钾晶须直径0.2～1.5μm，长10～80μm。
4、权利要求1所述的聚酯工程塑料合金制造方法，其特征是：采用一步法，即一次挤出法，将聚酯以及选自聚氨酯或聚酯弹性体两种聚合物中至少一种、玻璃微珠、钛酸钾晶须、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、硅油、加工助剂在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒。
5、权利要求1所述的聚酯工程塑料合金制造方法，其特征是：采用二步法，即二次挤出法，首先制备增韧母料A或增韧母料B，然后将增韧母料A或增韧母料B、聚酯、玻璃微珠、钛酸钾晶须、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、硅油、加工助剂在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒。
6、根据权利要求5所述的聚酯工程塑料合金制造方法，其特征是：所述的增韧母料A的制造是用聚酯与聚氨酯以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料A，增韧母料B的制造用聚酯与聚酯弹性体以重量比2∶1配制取100份+0.5份抗氧剂1222+0.2份双硬脂酸酰胺在高速混合机内升温到80±5℃混合搅拌4～10分钟，挤出造粒制成增韧母料B。
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