連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)pbt復(fù)合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物及其制備方法。該復(fù)合物包括以下重量百分含量的各組分：PBT50～70％，連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維20～40％，相容劑5～10％，抗氧劑0.1～1％，潤(rùn)滑劑0.1～1％。將PBT、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中塑化，輸送到高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤(rùn)槽中，浸潤(rùn)模頭內(nèi)溫度280～330℃，擠出機(jī)溫度260～280℃；將連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維以20～100m/min牽引輸入浸潤(rùn)槽中，充分浸潤(rùn)后，冷卻，切粒，即可。本發(fā)明的復(fù)合物制品內(nèi)纖維平均長(zhǎng)度較大，且長(zhǎng)纖維在注塑制品內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得力學(xué)性能及其它物理性能均優(yōu)于短切纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。
【專利說(shuō)明】連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，尤其是涉及一種連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在國(guó)內(nèi)外，PBT材料增強(qiáng)用的纖維有玻纖纖維、碳纖維、鋁纖維、不銹鋼纖維等等。纖維增強(qiáng)PBT材料的增強(qiáng)方式分為兩種:短切纖維增強(qiáng)和連續(xù)長(zhǎng)纖增強(qiáng)。與傳統(tǒng)的短切纖維增強(qiáng)粒料相比，長(zhǎng)纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LFRTP)具有更高的綜合性能。連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物可用于工業(yè)和民用的眾多領(lǐng)域，包括汽車、器械、娛樂(lè)、食品加工、通訊、電子電氣、電動(dòng)工具、園藝等。在總用量中，汽車應(yīng)用占80%，其一大趨勢(shì)是在組合式部件(如前端組件和車門組件)中取代金屬。
[0003]然而，在國(guó)內(nèi)連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT材料還是一個(gè)比較前沿的研究領(lǐng)域，目前這方面的研究很少，主要原因是國(guó)內(nèi)的一些公司沒(méi)有解決PBT與鋁纖維相容性的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT材料研究上的空白而提供一種連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物及其制備方法。本發(fā)明的連續(xù)鋁纖維增強(qiáng)PBT材料的突出特點(diǎn)為:長(zhǎng)纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制品內(nèi)纖維的平均長(zhǎng)度較大，并且長(zhǎng)纖維在注塑制品內(nèi)可以形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使長(zhǎng)纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制品的力學(xué)性能及其它物理性能均優(yōu)于短切纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明涉及一種連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，該復(fù)合物包括以下重量百分比含量的各組分:PBT50~70%，連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維20~40%，相容劑5~10%，抗氧劑0.1~1%，潤(rùn)滑劑0.1~I %。
[0007]優(yōu)選的，所述PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)，熔融指數(shù)為100~1500g/10min。
[0008]優(yōu)選的，所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PBT專用無(wú)堿鋁纖維。該鋁纖維可以為湖南惠同新材料的鋁纖維10-18L或鋁纖維25-28L ;河北穩(wěn)泰的鋁纖維19L或30L。鋁纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理，處理方法是:鋁纖維在硅烷偶聯(lián)劑浸潤(rùn)槽中浸泡及經(jīng)過(guò)。
[0009]優(yōu)選的，所述相容劑為上海日之升的馬來(lái)酸酐接枝Ρ0Ε。
[0010]優(yōu)選的，所述抗氧劑為高分子量受阻酚類抗氧劑。該高分子量指的上重均分子量為 500 ~1000000。
[0011]優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為TAF，改性乙撐雙硬脂酰胺。
[0012]本發(fā)明還涉及一種前述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟:
[0013]第一步:將所述PBT、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中塑化，輸送到高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤(rùn)槽中，所述高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的溫度為280~330°C，所述高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為2~6m，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度260~280°C ；
[0014]第二步:將所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維以20~100m/min的速度牽引輸入所述高溫熔體浸潤(rùn)槽中，充分浸潤(rùn)后，冷卻，切粒，即得所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物。
[0015]與短切非連續(xù)鋁纖維相比，本發(fā)明采用連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，由于連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維在PBT中保留長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使復(fù)合材料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。相容劑有效地提高了鋁纖維和PBT界面間結(jié)合力，明顯提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度?？寡鮿橐环N高分子量受阻酚類抗氧劑可提高組合物在加工過(guò)程的抗氧化性能和使用過(guò)程中的抗老化性能。潤(rùn)滑劑提高了 PBT的流動(dòng)性，明顯提高了 PBT對(duì)鋁纖維的浸潤(rùn)效果，結(jié)果是明顯提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:本發(fā)明的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合材料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，外觀良好，低翹曲，可以廣泛用于工業(yè)和民用的眾多領(lǐng)域，包括汽車、器械、娛樂(lè)、食品加工、通訊、電子電氣、電動(dòng)工具、園藝等。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任伺形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物包括如表1所示的重量百分比含量的各組分；制備時(shí)，按表1所示的 重量配比稱取原料，放入高混機(jī)中混合2~5分鐘，出料，然后用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，具體步驟如下:
[0020]第一步:將PBT、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑按比例加入到雙螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)塑化后，輸送到高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤(rùn)槽中，高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的溫度為280~330°C，高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為6m，雙螺桿擠出機(jī)的溫度260~280°C ；
[0021]第二步:將連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維以100m/min的速度牽引輸入高溫熔體浸潤(rùn)槽中，充分浸潤(rùn)后，冷卻，切粒，得到該連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物。
[0022]其中，雙螺桿擠出機(jī)以及高溫熔體浸潤(rùn)槽等的工藝參數(shù)如表2所示。
[0023]實(shí)施例2
[0024]本實(shí)施例的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物包括如表1所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0025]第一步:高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為2m，
[0026]第二步:連續(xù)長(zhǎng)招纖維的加入牽引速度為20m/min。
[0027]實(shí)施例3
[0028]本實(shí)施例的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物包括如表1所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0029]第一步:高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為4m，
[0030]第二步:連續(xù)長(zhǎng)招纖維的加入牽引速度為60m/min。[0031]實(shí)施例4
[0032]本實(shí)施例的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物包括如表1所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0033]第一步:高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為3m，
[0034]第二步:連續(xù)長(zhǎng)招纖維的加入牽引速度為70m/min。
[0035]對(duì)比例I~3
[0036]本對(duì)比例I~3的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物包括如表1所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例4。
[0037]表1中，PBT指的是熔融指數(shù)為500~800g/10min的PBT。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的PBT不限于表1中的PBT，可以為熔融指數(shù)為100~1500g/10min的任意PBT ;本發(fā)明的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維不限于以上實(shí)施例中的經(jīng)南京辰工有機(jī)硅的KH-560偶聯(lián)處理后的惠同25-28L可以為任意表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PBT專用無(wú)堿鋁纖維，以PBT專用無(wú)堿鋁纖維為例，其可以是湖南惠同新材料的鋁纖維10-18L或鋁纖維25-28L ;河北穩(wěn)泰的鋁纖維19L或30L ；本發(fā)明采用的相容劑為上海日之升的馬來(lái)酸酐接枝Ρ0Ε，型號(hào)為CMG9805 ;本發(fā)明采用的抗氧劑不限于以上實(shí)施例中的汽巴抗氧劑1076，其可以為任意重均分子量為500~1000000的高分子量受阻酚類抗氧劑，如汽巴的抗氧劑1010、168、1098等；本發(fā)明采用的潤(rùn)滑劑也不限于以上實(shí)施例中汽巴的改性乙撐雙硬脂酰胺。
[0038]表1
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合物包括以下重量百分比含量的各組分:PBT50~70%，連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維20~40%，相容劑5~10%，抗氧劑0.1~I %，潤(rùn)滑劑0.1~I %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述PBT為均聚PBT，熔融指數(shù)為 100 ~1500g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PBT專用無(wú)堿鋁纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述相容劑為上海日之升的馬來(lái)酸酐接枝POE。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述抗氧劑為高分子量受阻酚類抗氧劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為TAF。
7.—種如權(quán)利要求1所述的連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:將所述PBT、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中塑化，輸送到高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤(rùn)槽中，所述高溫熔體浸潤(rùn)模頭內(nèi)的溫度為280~330°C，所述高溫熔體浸潤(rùn)槽長(zhǎng)度為2~6m，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度260~280°C ； 第二步:將所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維以20~100m/min的速度牽引輸入所述高溫熔體浸潤(rùn)槽中，充分浸潤(rùn)后，冷卻，切粒，即得所述連續(xù)長(zhǎng)鋁纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合物。
【文檔編號(hào)】C08L51/06GK103467931SQ201310342903
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】郭建鵬, 蘇吉英, 楊濤, 孟成銘, 張強(qiáng), 王尹杰 申請(qǐng)人:上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司