專利名稱：一種玻璃纖維增強(qiáng)pbt/pet復(fù)合材料及其制備方法
—種玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料及其制備方法。 采用聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)復(fù)合材料制備的零部件可以獲得優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、電氣絕緣性以及成型加工性，因此在電子電器、汽車、機(jī)械設(shè)備和精密儀器行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。未改性PBT性能不佳，實(shí)際應(yīng)用要對(duì)PBT進(jìn)行改性，其中，玻璃纖維增強(qiáng)改性牌號(hào)占PBT的70%以上。PBT未增強(qiáng)時(shí)，其抗張強(qiáng)度和熱變形溫度在五大工程塑料中都是最低的，但經(jīng)30%玻璃纖維增強(qiáng)后就躍居到首位，即抗張強(qiáng)度提高I. 4倍，熱變形溫度提高2. 7倍；這樣就大大擴(kuò)展了 PBT的應(yīng)用范圍。由于PBT本身分子結(jié)構(gòu)的固有特性，使得分子纏結(jié)易解除，相對(duì)滑移容易，易結(jié)晶，結(jié)晶易取向等特點(diǎn)，造成PBT材料各向異性，制件橫向和縱向收縮率相差較大，易發(fā)生翹曲；特別是玻璃纖維增強(qiáng)PBT材料的縱橫收縮率差異更大，更易發(fā)生翹曲。如未增強(qiáng)的PBT在熔體流動(dòng)方向和流動(dòng)垂直方向的收縮比為I. 2，當(dāng)采用30%玻纖增強(qiáng)時(shí)，熔體流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向收縮比上升為4. O ;因此制件更易發(fā)生翹曲。同時(shí)，近年來，由于大型薄壁制件的需求增加，PBT的防翹曲成為一個(gè)重要問題。而一般品級(jí)玻璃纖維增強(qiáng)PBT的翹曲變形大，翹曲問題一度使聚酯的市場(chǎng)銷售陷于窘境，因此各生產(chǎn)廠商非常重視致力于低翹曲品級(jí)的聚酯產(chǎn)品的研究開發(fā)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低翹曲、高尺寸穩(wěn)定性的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成PBT 10% -93. 3% ；PET 0. 5% -20%低收縮高分子填料0· 5% -20% ；相容劑0.5%-8%;玻璃纖維5%-60%;增韌劑0%-10%;助劑0.2%-5%;所述低收縮高分子填料為自丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物和聚碳酸酯中的一種或多種。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所述PBT的特性黏度為O. 60-1. 2，所述PET的特性黏度為O. 60-1. 2。
以上所述的玻 璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所述相容劑為馬來酸酐接枝ABS、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS、馬來酸酐接枝SMA和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝SMA中的一種或多種，馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝率為O. 1% -30%。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所述增韌劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝POE和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝EPDM中的一種或多種，馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝率為
O.1% -30%。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所述助劑包括抗氧劑和潤(rùn)滑劑。抗氧劑為受阻胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種，潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酸酰胺、蒙旦酯蠟和硅酮粉中的一種或多種。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所述的玻璃纖維無堿短切玻璃纖維。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成PBT 29% -31% ；PET 18% -21%丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物9% -11% ;馬來酸酐接枝ABS 4% -6% ；無堿短切玻璃纖維29% -31% ；甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝POE 4% -6% ；助劑0.2%-I%。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成PBT 25% -27% ；PET 15-16%ABS 19% -20% ；甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝接枝ABS 7% -8% ；無堿短切玻璃纖維19% -21% ;馬來酸酐接枝EPDM 9% -10% ；助劑0.2%-I%。以上所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成PBT 20% -22% ；PET 5% -6%PC 9% -11% ；甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS 7% -8% ；無堿短切玻璃纖維49% -51% ；馬來酸酐接枝POE 4% -6% ；助劑0.2%-I%。一種上述玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟I)按上述的重量百分比稱取原材料，將PBT、PET、低收縮高分子填料、增韌劑加入高速混料機(jī)，滴入分散油后，混合5-10分鐘；
2)將助劑加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料；3)將共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，溫度為180oC_290oC，雙螺桿長(zhǎng)徑比為36-56，主機(jī)轉(zhuǎn)速為100-600rpm ;同時(shí)在側(cè)喂料口加入玻璃纖維。本發(fā)明以可以有效地降低玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的翹曲率，改善材料的性能，滿足大型薄壁制件的需求。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述本發(fā)明玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料所含各組分質(zhì)量比例如下 PBT 10% -93. 3% ；PET 0. 5% -20%低收縮高分子填料0· 5% -20% ；相容劑0.5%-8%;玻璃纖維5%-60%;增韌劑0%-10% ；助劑0.2%-5%。其中，PBT(1084，特性黏度 O. 84)、PET (FC-01-68，特性黏度 O. 68)低收縮高分子填料選擇自丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物(ASA)、聚碳酸酯(PC)或以上樹脂任意混合物，相容劑選自馬來酸酐接枝ABS、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS、馬來酸酐接枝SMA、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝SMA或以上任意混合物；玻璃纖維選擇自無堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維、高強(qiáng)度玻璃纖維或以上任意混合物；增韌劑選擇自馬來酸酐接枝Ρ0Ε、馬來酸酐接枝EPDM、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝Ρ0Ε、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝EPDM或以上任意混合物；助劑包含抗氧劑、潤(rùn)滑劑。玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟I)將PBT、PET、低收縮高分子填料、增韌劑加入高速混料機(jī)，滴入工藝分散油后，混合5-10分鐘；2)將助劑加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料；3)將共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)，混勻后，熔融擠出，溫度為180°C -290°C，雙螺桿長(zhǎng)徑比為36-56，主機(jī)轉(zhuǎn)速為100-600rpm ;同時(shí)在側(cè)喂料口加入玻璃纖維；4)冷卻后切粒篩分。實(shí)施例I的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的具體制備步驟如下I)將PBT 30kg、PET 19. 5kg、低收縮率高分子填料丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物ASA(LG 1^-912)101^，增韌劑甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝？(^(接枝率0.9(% )(Bondyram 7103) 5kg，相容劑馬來酸酐接枝ABS (接枝率I. 5% ) (TRD-150) 5kg加入高速混料機(jī)，滴入分散油后，混合5-10分鐘；2)將受阻胺類抗氧劑10980. 2kg、潤(rùn)滑劑蒙旦酯蠟O. 3kg加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料；3)將步驟2所得共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)，混勻后，熔融擠出，溫度為1800C _230°C，雙螺桿長(zhǎng)徑比為44，主機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm ;同時(shí)，在側(cè)喂料口加入無堿短切玻璃纖維，通過調(diào)整加入速度，控制玻璃纖維在復(fù)合材料中重量百分比為30% ；4)冷卻后切粒篩分。所得材料垂直流動(dòng)方向與平行流動(dòng)方向收縮率比值為2. 3，翹曲率低。(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)ASTM D955，以下實(shí)施例相同)實(shí)施例2玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的具體制備步驟如下1)將PBT 26kg、PET 15. 5kg、低收縮率高分子填料ABS (121H) 20kg，增韌劑馬來酸酐接枝EPDM(接枝率I. 5% ) (TRD-358EP) 10kg，相容劑甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝接枝ABS (接枝率10% ) (TRD-1100) 8kg加入高速混料機(jī)，滴入分散油后，混合5_10分鐘；2)將受阻酚類抗氧劑10760. 2kg、潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺O. 3kg加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料；3)將步驟2所得共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)，混勻后，熔融擠出，溫度為1800C _230°C，雙螺桿長(zhǎng)徑比為44，主機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm ;同時(shí)，在側(cè)喂料口加入無堿短切玻璃纖維，通過調(diào)整加入速度，控制玻璃纖維在復(fù)合材料中重量百分比為20% ；4)冷卻后切粒篩分；5)包裝；所得材料垂直流動(dòng)方向與平行流動(dòng)方向收縮率比值為2. 0，翹曲率低。實(shí)施例3玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的具體制備步驟如下I)將PBT 21kg、PET 5. 5kg、低收縮率高分子填料PC 10kg，增韌劑馬來酸酐接枝POE (接枝率15 % ) (TRD-1500EP) 5kg，相容劑甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS (接枝率I % )(TRD-110) 8kg加入高速混料機(jī)，滴入分散油后，混合5-10分鐘；2)將抗氧劑(1098) O. 2kg、潤(rùn)滑劑(0P蠟)O. 3kg加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料；3)將步驟2所得共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)，混勻后，熔融擠出，溫度為1800C _230°C，雙螺桿長(zhǎng)徑比為44，主機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm ;同時(shí)，在側(cè)喂料口加入無堿短切玻璃纖維，通過調(diào)整加入速度，控制玻璃纖維在復(fù)合材料中重量百分比為50% ；4)冷卻后切粒篩分；5)包裝；所得材料垂直流動(dòng)方向與平行流動(dòng)方向收縮率比值為I. 6，翹曲率低。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)與苯二甲酸丁二醇酯(PBT)化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，相容性很好；PET與PBT共混可以降低成本，提高力學(xué)性能及熱變形溫度；進(jìn)一步對(duì)于PET而言，則解決了結(jié)晶速率慢，不易成型的問題。PBT/PET共混合金材料可取長(zhǎng)補(bǔ)短，獲得更優(yōu)的材料性能和經(jīng)濟(jì)效益。低收縮率高分子填料、POE、EPDM本身與PBT及PET的相容性差，因此需要加入相容劑來增加各相的相容性。另一方面，因?yàn)镻BT及PET為缺口敏感材料，因此在不同的應(yīng)用要求下，可能需要加入增韌劑來改善材料的沖擊性能；本發(fā)明以上實(shí)施例可以有效地降低玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的翹曲率，改善材料的性能，滿足大型薄壁制件的需求。
本發(fā)明玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，所需設(shè)備工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)；所制備產(chǎn)品原料來源廣泛、性價(jià)比高，可廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器等方面。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，按重量百分比由以下組 分組成PBT 10% -93. 3% ；PET :0. 5% -20% 低收縮高分子填料0. 5% -20% ； 相容劑0. 5% -8% ; 玻璃纖維5% -60% ; 增韌劑0% -10% ； 助劑0. 2% -5% ； 所述低收縮高分子填料為自丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物和聚碳酸酯中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，所述PBT的特性黏度為O. 60-1. 2，所述PET的特性黏度為O. 60-1. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝ABS、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS、馬來酸酐接枝SMA和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝SMA中的一種或多種，馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝率為O.1% -30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，所述增韌劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝POE和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝EPDM中的一種或多種，馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝率為O. 1% -30% ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，所述助劑包括抗氧劑和潤(rùn)滑劑?？寡鮿槭茏璋奉惪寡鮿⑹茏璺宇惪寡鮿┖蛠喠姿狨ヮ惪寡鮿┲械囊环N或多種，潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酸酰胺、蒙旦酯蠟和硅酮粉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，所述的玻璃纖維無堿短切玻璃纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，按重 量百分比由以下組分組成PBT 29% -31% ；PET 18% -21% 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物9%-11% ； 馬來酸酐接枝ABS 4% -6% ； 無堿短切玻璃纖維29% -31% ; 甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝POE 4% -6% ； 助劑0. 2% -1%0
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成PBT 25% -27% ；PET :15-16%ABS 19% -20% ； 甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝接枝ABS 7% -8% ； 無堿短切玻璃纖維19% -21% ; 馬來酸酐接枝EPDM 9% -10% ； 助劑0. 2% -1%0
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料，其特征在于，按重 量百分比由以下組分組成PBT 20% -22% ； PET 5% -6%PC 9% -11% ； 甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝ABS 7% -8% ； 無堿短切玻璃纖維49% -51% ； 馬來酸酐接枝POE 4% -6% ； 助劑0. 2% -1%0
10.一種權(quán)利要求I所述的玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)按權(quán)利要求I的重量百分比稱取原材料，將PBT、PET、低收縮高分子填料、增韌劑加入高速混料機(jī)，滴入分散油后，混合5-10分鐘； 2)將助劑加入高速混料機(jī)，與步驟I)所得混和物在高混機(jī)中混合5-10分鐘，得共混物料； 3)將共混物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，溫度為180°C_290°C，雙螺桿長(zhǎng)徑比為36-56，主機(jī)轉(zhuǎn)速為100-600rpm ;同時(shí)在側(cè)喂料口加入玻璃纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料及其制備方法。玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料按重量百分比由以下組分組成PBT10％-93.3％；PET0.5％-20％低收縮高分子填料0.5％-20％；相容劑0.5％-8％；玻璃纖維5％-60％；增韌劑0％-10％；助劑0.2％-5％；所述低收縮高分子填料為自丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物和聚碳酸酯中的一種或多種。本發(fā)明以可以有效地降低玻璃纖維增強(qiáng)PBT/PET復(fù)合材料的翹曲率，改善材料的性能，可廣泛應(yīng)用于汽車零件、電子電器等產(chǎn)品，滿足大型薄壁制件的需求。
文檔編號(hào)C08L51/06GK102617997SQ20121008952
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者任昌義, 徐東, 徐永 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司