CN1563188A - 一种高抗冲玻璃纤维增强pbt的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高抗冲的玻璃纤维增强PBT复合材料涉及一种高分子复合材料及其制备方法，一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料组成为：PBT45－80％、过氧化物引发剂0.05－0.5％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2－20％、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)1－5％、硬脂酸(SA)0.1－0.5％、抗氧剂0.2－1％、玻璃纤维10－37％。其制备方法是以PBT为基体，过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物(Poe)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、硬脂酸(SA)、抗氧剂干混后和玻璃纤维经熔融挤出、造粒。本发明的优点是制备工艺简单、成本低、材料抗冲性能好，同时材料各项力学性能优异。
Description
技术领域
本发明一种高抗冲的玻璃纤维增强PBT复合材料涉及一种高分子复合材料及其制备方法，更具体是涉及通过一种在挤出过程中接枝反应成形的增韧、相容剂，从而获得的高抗冲性能玻璃纤维增强PBT复合材料。
背景技术
玻璃纤维增强热塑性树脂虽然普遍都具有高强、高硬、高模以及良好的耐热性能，但它们通常又都存在一个普遍的缺点，即耐冲击性能差。这对于热塑性聚酯材料而言更为突出，因为热塑性聚酯本身就存在着分子链的刚性大的问题。因此提高玻璃纤维增强热塑性聚酯材料的抗冲击性能是拓宽其产品应用领域的关键问题之一。
围绕着如何提高玻璃纤维增强热塑性树脂，包括玻璃纤维增强热塑性聚酯的抗冲击性能，人们已经做了很多工作。
Ushiroji等在美国专利No.4,912,150中提出了采用一种乙烯-丙烯嵌段共聚物、功能化接枝聚丙烯以及过氧化物的混合物作为增韧改性玻璃纤维增强热塑性树脂材料的方法。通过这种方法所获得的材料具有高韧、高强的特性。
Nangrani等在美国专利No.4,537,929中提出增韧增强玻璃纤维热塑性树脂材料的方法是：先将乙烯-丙烯共聚物马来酸酐化，然后再将酸酐化的这种乙烯-丙烯共聚物添加入基体树脂中和玻璃纤维共挤出。
Morita等在美国专利No.4,694,031中提出了一种将功能化改性的乙烯-丙烯共聚物和一种聚烯烃橡胶的混合物作为增韧改性剂的方法。
Matsuno等在美国专利No.4,707,505中采用了一种由不饱和羧酸接枝改性的乙烯-丙烯共聚物和一种乙丙橡胶的混合物作为增韧改性剂的方法，并对这种乙烯-丙烯共聚物以及乙丙橡胶的熔融指数作了严格的规定。
Morita等在美国专利No.4,621,115中提出的抗冲改性剂是一种经酸酐接枝改性的乙烯-丙烯共聚物。
Hepp在美国专利No.4,393,153中使用一种核-壳树脂作为冲击改性剂制备出了高抗冲强度、高模量、高弯曲强度以及高拉伸强度的玻璃纤维增强热塑性聚酯材料。
Iida等在美国专利No.4,284,540中使用了一种α-烯烃与不饱和羧酸缩水甘油酯的共聚物作为玻璃纤维增强热塑性聚酯材料的抗冲改性剂。
Ogawa等在美国专利No.4,506,043中使用了α-烯烃与一元不饱和羧酸的一价或三价金属盐的共聚物作为玻璃纤维增强热塑性聚酯材料的抗冲改性剂。
Fromuth等在美国专利No.4,180,494以及Nakamura等在美国专利No.3,864,428中都提及了一种以丁二烯为核的核-壳聚合物作为玻璃纤维增强聚酯的冲击改性剂的方法。
从上述的方法中可以看出，要制备出高抗冲性能，同时又具备高强、高模、耐热特点的玻璃纤维增强热塑性树脂材料，包括玻璃纤维增强热塑性聚酯材料，人们一致选用了一些带有极性官能基团的弹性体或橡胶作为材料的冲击改性剂。然而，通常这种冲击改性剂都是作为一种事先制备好的成品添加进玻璃纤维增强体系的。为事先制备这些官能化的冲击改性剂，这无疑必须增加一笔额外的生产成本，从而增加了玻璃纤维增强热塑性材料的整体生产成本。为此，如果能使用一种在挤出过程中能直接接枝反应成形增韧、相容剂，并通过这种增韧、相容剂同一步增韧改性玻璃纤维增强材料，从而获得高抗冲性能、高强度、高弹性模量、耐热的玻璃纤维增强复合材料，那么，在减少了事先制备官能化冲击改性剂这一工序之后，所获得材料的制造成本相对就要降低很多。
本发明的目的就在于使用这样一种在挤出过程中能直接接枝反应成形增韧、相容剂，并通过这种增韧、相容剂进一步增韧改性玻璃纤维增强材料，从而获得高抗冲性能、高强、高模、耐热玻璃纤维增强热塑性PBT材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备工艺简单、成本低、冲击性能优异，同时材料的强度、模量以及耐热性能得以充分保证的玻璃纤维增强PBT复合材料。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，包括PBT、玻璃纤维、过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸、抗氧剂，各组份由以下重量百分比配制成：(％)
PBT 45-80
过氧化物引发剂 0.05-0.5
乙烯辛烯共聚物(Poe) 2-20
甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) 1-5
硬脂酸(SA) 0.1-0.5
抗氧剂 0.2-1
玻璃纤维 10-37
其中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本发明是加入了一种在玻璃纤维增强PBT材料熔融挤出过程中同步成形的抗冲改性剂。本发明采用将过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物(Poe)、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸(SA)同步置于玻璃纤维增强PBT体系中熔融挤出，通过在熔融挤出中接枝反应形成极性抗冲改性剂，使得材料的抗冲击性能得以显著提高。此外，由于该改性剂本身具有能与PBT树脂基体和玻璃纤维表面处理剂发生反应的极性官能团，因此在改善材料的冲击性能的同时，材料的其他各项物理机械性能也十分优异。
上述复合材料配方中，所述过氧化物引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲.乙酮、过氧化二枯基、2，5-二甲基-2，5-二(6-丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔-3中的一种或其一种以上的组合物。
所述的乙烯辛烯共聚物(Poe)为相对密度0.88～0.92g/cm3，熔融指数(MFR)0.5-15g/10min(190℃，2.16Kg)。
所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为无色透明液体，比重(d20 4)1.074-1.080，折光率(n20 D)1.4495，粘度(20℃)2.53厘泊，凝固点低于-60℃，沸点189℃，在水中溶解度2.50％(20℃)，闪点(开杯)86℃，环氧值在≥75。
所述硬脂酸(SA)为一种淡黄色固态长链脂肪酸，其化学式为CH3(CH2)16COOH。
所述的PBT为相对密度1.31～1.35，熔点220～230℃，熔体粘度0.6～0.9的聚对苯二甲酸丁二酯。
本发明一种高抗冲玻璃纤维增强PBT复合材料的制备方法如下：
(1)按配方中各组份百分含量秤取原料；
(2)将玻璃纤维经硅烷偶联剂处理；
(3)将PBT、过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸、抗氧剂在高速混合器中干混3-5分钟；
(4)将混合的原料置于双螺杆机中同玻璃纤维掺混，经熔融挤出、造粒，其工艺为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；停留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
其中，所述硅烷偶联剂至少为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三〔β-甲氧乙氧基〕硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、β-〔3，4-环氧环己基〕乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、N-〔β-氨基乙基〕-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基琉基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的一种。
最好选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。
本发明的优点是：
1、本发明在玻璃纤维增强PBT体系熔融挤出中同步接枝反应成形极性抗冲改性剂，简化了材料的整体制备工艺，降低了生产成本。
2、本发明所制得的玻璃纤维增强PBT复合材料同时具有优异的物理机械性能。
3、本发明提出的玻璃纤维增强PBT复合材料的制备工艺简单、成本低。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
在实施例复合材料配方中，PBT为相对密度1.31～1.35，熔点220～230℃，熔体粘度0.3～1.0的聚对苯二甲酸丁二酯PBT；过氧化物引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲.乙酮、过氧化二枯基、2，5-二甲基-2，5-二(6-丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔-3；乙烯辛烯共聚物(Poe)为相对密度0.88～0.92g/cm3，熔融指数(MFR)0.5-15g/10min(190℃，2.16Kg)；甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为无色透明液体，比重(d20 4)1.074-1.080，折光率(n20 D)1.4495，粘度(20℃)2.53厘泊，凝固点低于-60℃，沸点189℃，在水中溶解度2.50％(20℃)，闪点(开杯)86℃，环氧值在≥75；硬脂酸(SA)为一种淡黄色固态长链脂肪酸，其化学式为CH3(CH2)16COOH；玻璃纤维经硅烷偶联剂KH550处理，直径为6-17微米，其中硅烷偶联剂KH550化学名称为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；抗氧剂化学名称为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，如Ciba公司产，商品牌号为Irganox 1010。
实施例1
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT为64.75％、过氧化物引发剂0.05％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和抗氧剂1010为0.2％，在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例2
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.73％、过氧化物引发剂0.07％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例3
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.71％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例4
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.68％、过氧化物引发剂0.12％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例5
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.21％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯3％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例6
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为63.21％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)8％、甲基丙烯酸缩水甘油酯4％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例7
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为62.21％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)8％、甲基丙烯酸缩水甘油酯5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例8
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.91％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.3％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例9
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.51％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.7％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例10
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为64.31％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)2％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)1.1％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例11
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为65.71％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)1％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例12
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为63.71％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)3％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
实施例13
将各组份按配方的百分含量秤取，PBT重量比为62.71％、过氧化物引发剂0.09％、乙烯辛烯共聚物(Poe)4％、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5％、硬脂酸(SA)0.5％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
对比例1
将PBT重量比为69.8％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
对比例2
将PBT重量比为67.8％、Poe2％和1010为0.2％在高速混合器中在室温状态下干混，之后，再在双螺杆挤出机同表面经偶联剂KH550处理的玻璃纤维30％掺混，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
性能评价方式及实行标准：
将按上述方法完成造粒的粒子材料事先在120～140℃的鼓风烘箱中干燥4～8小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。注射成型模具温度控制在100℃左右。
拉伸性能测试按ISO 527-2进行，试样尺寸为150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按ISO 178进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸为55*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；热变形温度按ISO 75进行，试样尺寸为127*12.7*3.2mm，载荷为1.82MPa。
材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量以及冲击强度的数值进行评判。实施例1-13及对比例1-2的配方及各项性能测试结果见下各表：
表1实施例1-4配方及材料性能表
| 复合材料名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| PBT(％) | 64.75 | 64.73 | 64.71 | 63.69 |
| 过氧化物引发剂(％) | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.11 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油酯(％) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 乙烯辛烯共聚物(％) | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 硬脂酸(％) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 1010(％) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 玻璃纤维(％) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 热变形温度(1.82MPa)(℃) | 210 | 210 | 210 | 210 |
| 无缺口冲击强度(kJ/m2) | 42 | 38 | 38 | 32 |
| 拉伸强度(MPa) | 115 | 113 | 112 | 105 |
| 断裂伸长率(％) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.0 |
| 弯曲强度(MPa) | 180 | 177 | 175 | 168 |
| 弯曲模量(MPa) | 9500 | 11000 | 12500 | 13000 |
从表1的数据可以看出，过氧化物引发剂的量对材料的性能影响很大。这是因为过氧化物的量影响到了甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙烯辛烯共聚物之间的接枝反应效果，从而影响到所形成的增韧、相容剂对材料的增韧、相容效果。当过氧化物引发剂的量过小时，甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙烯辛烯共聚物之间的反应效果不理想，这种增韧、增容效果不佳；当过氧化物引发剂的量过大时，未参与接枝反应引发效果的自由基过多，间接也影响到材料的性能。从表中数据可以看到，理想的过氧化物引发剂的添加量在0.09％左右。
表2实施例3、5、6、7配方及材料性能表
| 复合材料名称 | 实施例3 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| PBT(％) | 64.71 | 64.21 | 63.21 | 62.21 |
| 过氧化物引发剂(％) | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油酯(％) | 2.5 | 3 | 4 | 5 |
| 乙烯辛烯共聚物(％) | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 硬脂酸(％) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 1010(％) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 玻璃纤维(％) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 热变形温度(1.82MPa)(℃) | 210 | 211 | 210 | 208 |
| 无缺口冲击强度(kJ/m2) | 38 | 42 | 38 | 32 |
| 拉伸强度(MPa) | 112 | 115 | 113 | 105 |
| 断裂伸长率(％) | 2.2 | 2.5 | 2.5 | 2.0 |
| 弯曲强度(MPa) | 175 | 180 | 177 | 168 |
| 弯曲模量(MPa) | 12500 | 12800 | 11000 | 10500 |
从表2的数据可以看出，甲基丙烯酸缩水甘油酯的量对材料的性能影响很大。当甲基丙烯酸缩水甘油酯的量过小或过大时，所生成的增韧、相容剂对材料的增韧、增容效果都不理想。这可能是因为，当甲基丙烯酸缩水甘油酯的量过少时，这种增韧、相容剂的增容效果太差，从而影响材料的最终性能；当甲基丙烯酸缩水甘油酯的量过大时，体系中未参与反应的参与物或是副反应产物过多，从而影响材料的整体性能。从表中的数据可以看出，理想的甲基丙烯酸缩水甘油酯添加量为3％左右。
表3实施例3、8、9、10配方及材料性能表
| 复合材料名称 | 实施例3 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
| PBT(％) | 64.71 | 64.91 | 64.51 | 64.31 |
| 过氧化物引发剂(％) | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油酯(％) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 乙烯辛烯共聚物(％) | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 硬脂酸(％) | 0.5 | 0.3 | 0.7 | 0.9 |
| 1010(％) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 玻璃纤维(％) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 热变形温度(1.82MPa)(℃) | 210 | 209 | 208 | 206 |
| 无缺口冲击强度(kJ/m2) | 38 | 35 | 36 | 30 |
| 拉伸强度(MPa) | 112 | 113 | 112 | 105 |
| 断裂伸长率(％) | 2.2 | 2.0 | 2.8 | 3.0 |
| 弯曲强度(MPa) | 175 | 177 | 175 | 168 |
| 弯曲模量(MPa) | 12500 | 13000 | 10500 | 10000 |
从表3的数据可以看出，硬酯酸的量对材料的性能影响很大。当硬酯酸的量过小或过大时，所生成的增韧、相容剂对材料的增韧、增容效果都不理想。这是因为，硬酯酸在体系中主要是起抑制甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙烯辛烯共聚物发生接枝反应时所伴随的副反应的作用。当硬酯酸的量过少时，不能有效抑制副反应的发生，副反应所形成的生成物增多，接枝反应物较少，从而增韧、增容效果差，材料的最终性能变差；当硬酯酸的量过大时，这种抑制作用过于强烈，所生成的接枝产物也变少，从而也影响材料的整体性能。
从表中的数据可以看出，理想的硬酯酸的添加量为0.5％左右。
表4实施例3、11、12、13配方及材料性能表
| 复合材料名称 | 实施例3 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 |
| PBT(％) | 64.71 | 65.71 | 63.71 | 62.71 |
| 过氧化物引发剂(％) | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
| 甲基丙烯酸缩水甘油酯(％) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 乙烯辛烯共聚物(％) | 2 | 1 | 3 | 4 |
| 硬脂酸(％) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 1010(％) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 玻璃纤维(％) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 热变形温度(1.82MPa)(℃) | 210 | 212 | 207 | 204 |
| 无缺口冲击强度(kJ/m2) | 38 | 30 | 42 | 45 |
| 拉伸强度(MPa) | 112 | 113 | 108 | 105 |
| 断裂伸长率(％) | 2.2 | 1.8 | 2.2 | 2.0 |
| 弯曲强度(MPa) | 175 | 177 | 170 | 165 |
| 弯曲模量(MPa) | 12500 | 12000 | 11500 | 10000 |
从表4的数据可以看出，乙烯辛烯共聚物的量对材料的性能影响最大。这是很显然的，因为这种增韧-相容剂的主体即为乙烯辛烯共聚物，因此，当其量太少时，所生成的增韧-相容剂也少，这种增韧、增容效果不足，从而材料的性能较差。而当其添加量过大时，所生成的增韧-相容剂过多，增韧效果虽然明显，材料的韧性好，但同时材料的强度损失过大。
从表中的数据可以看出，理想的乙烯辛烯共聚物的添加量为2％左右。
表5实施例3与对比例1、2配方及材料性能表
| 复合材料名称 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| PBT(％) | 64.71 | 69.8 | 67.8 |
| 过氧化物引发剂(％) | 0.09 | - | - |
| 甲基丙烯酸缩水甘油酯(％) | 2.5 | - | - |
| 乙烯辛烯共聚物(％) | 2 | - | 2 |
| 硬脂酸(％) | 0.5 | - | 0.5 |
| 1010(％) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 玻璃纤维(％) | 30 | 30 | 30 |
| 热变形温度(1.82MPa)(℃) | 210 | 205 | 203 |
| 无缺口冲击强度(kJ/m2) | 38 | 30 | 35 |
| 拉伸强度(MPa) | 112 | 105 | 95 |
| 断裂伸长率(％) | 2.2 | 2.0 | 2.0 |
| 弯曲强度(MPa) | 175 | 170 | 162 |
| 弯曲模量(MPa) | 12500 | 12300 | 10500 |
从表5的数据可以看出，对比例1无任何增韧、相容剂，因此其材料的冲击韧性相对较低，同时材料的强度也不理想；对比例2以未功能化接枝处理的乙烯辛烯共聚物为增韧剂，由于这种增韧剂同体系中其他组分之间的相容效果差，因此不仅材料的韧性提高不大，而且材料的其他物理机械性能下降很大。
Claims (8)
1.一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，包括PBT和玻璃纤维，其特征在于，还包括过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸、抗氧剂，各组份由以下重量百分比配制成：(％)
PBT 45-80
过氧化物引发剂 0.05-0.5
乙烯辛烯共聚物 2-20
甲基丙烯酸缩水甘油酯 1-5
硬脂酸 0.1-0.5
抗氧剂 0.2-1
玻璃纤维 10-37
其中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，其特征在于，所述过氧化物引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲.乙酮、过氧化二枯基、2，5-二甲基-2，5-二(6-丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔-3中的一种或其一种以上的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，其特征在于，所述乙烯辛烯共聚物相对密度0.88～0.92g/cm3，熔融指数0.5-15g/10min(190℃，2.16Kg)。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，其特征在于，甲基丙烯酸缩水甘油酯为粘度(20℃)2.53厘泊，凝固点低于-60℃，沸点189℃，环氧值≥75。
5.根据权利要求1所述的高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维直径为6-17微米。
6.根据权利要求1所述的高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料的制备方法，其特征在于，其方法如下：
(1)按配方中各组份百分含量秤取原料；
(2)将玻璃纤维经硅烷偶联剂处理；
(3)将PBT、过氧化物引发剂、乙烯辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸、抗氧剂在高速混合器中干混3-5分钟；
(4)将混合的原料置于双螺杆机中同玻璃纤维掺混，经熔融挤出、造粒，其工艺为：一区230～250℃，二区235～255℃，三区235～255℃，四区240～250℃；停留时间为1-2分钟，压力为12-18Mpa。
7.根据权利要求6所述的高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂至少为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三〔β-甲氧乙氧基〕硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、β-〔3，4-环氧环己基〕乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、N-〔β-氨基乙基〕-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基琉基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的一种。
8.根据权利要求7所述的高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
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