一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料包括以下組分及重量配比：PBT樹脂35～75%，特制玄武巖纖維20～45%，增韌劑3～12%，界面改性劑0.2～2.5%，偶聯(lián)劑0.2～2.5%，抗氧劑0.4～2.0%，潤滑劑Ⅰ0.3～2.0%。其中特制玄武巖纖維采用玄武巖纖維聚酯專用浸潤劑進行表面浸潤處理。與玻璃纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料相比，本發(fā)明復(fù)合材料具有耐高溫?zé)崂匣阅芡怀龅奶攸c，長期高溫?zé)崂匣囼灪笕员３謨?yōu)異的沖擊韌性和機械性能。
【專利說明】一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]聚對苯二甲酸丁二醇酯(以下簡稱PBT)是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有良好的電絕緣性能和耐化學(xué)溶劑性能，同時在較低溫度下能夠迅速結(jié)晶，所以成型加工性能好，成型周期短，適合用來制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件，廣泛地應(yīng)用在電子電氣和機械制造等領(lǐng)域，如微型電機殼體等。
[0004]為了提高機械強度和降低成型收縮率，廠商通常采用玻璃纖維作為增強劑進行改性制備增強PBT復(fù)合材料，以滿足電子電氣及其它行業(yè)要求。隨著微電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件呈現(xiàn)小型化、集成化和模塊化的發(fā)展趨勢，相應(yīng)地對PBT等電子電氣結(jié)構(gòu)材料提出了更高要求，如更好的耐高溫?zé)崂匣阅芎透叩臋C械強度等。通用玻纖增強PBT復(fù)合材料無法滿足以 上使用要求。
[0005]礦物纖維作為主要的改性原材料，其種類選擇和性能決定了 PBT復(fù)合材料的綜合性能。玄武巖是火山活動的天然產(chǎn)物，礦物成分比玻璃更純。熔融冷卻后玻璃形成非晶態(tài)固體，而玄武巖仍具有晶體結(jié)構(gòu)，所以玄武巖纖維的拉伸模量、抗沖擊性能和高低溫穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于玻璃纖維。
[0006]已有公開專利CN101230193A提到玄武巖纖維用來制備增強尼龍組合物的方法，玄武巖纖維增強尼龍組合物的各項力學(xué)性能和耐熱性均有較大幅度的提高。目前還未見玄武巖纖維應(yīng)用來制備PBT復(fù)合材料的相關(guān)報道和研究，也未見相關(guān)專利報道。因此開發(fā)一種具有耐高溫?zé)崂匣阅軆?yōu)異的玄武巖纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料很有必要。
[0007]目前市場上的玄武巖纖維不能有效解決玄武巖纖維和PBT樹脂的表面結(jié)合問題，關(guān)鍵在于玄武巖纖維的表面浸潤處理存在技術(shù)難點，國內(nèi)對玄武巖纖維專用浸潤劑的研究較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明首要目的在于提供一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料。本發(fā)明復(fù)合材料具有耐高溫?zé)崂匣阅芡怀龅奶攸c，長期高溫?zé)崂匣囼灪笕员３謨?yōu)異的沖擊韌性和機械性能。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法。[0010]本發(fā)明的再一目的在于提供上述耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，由PBT樹脂、特制玄武巖纖維、增韌劑、界面改性劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和潤滑劑I組成，其組成按重量配比如下:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料由PBT樹脂、特制玄武巖纖維、增韌劑、界面改性劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和潤滑劑I組成，其組成按重量配比如下: PBT樹脂35~75% 特制幺武畀纖維~45% 增韌劑3~12% 界面改性劑0.2~2.5% 偶聯(lián)劑0.2~2.5% 抗氧劑0.4~2.0% 潤滑劑I0.3~2.0%; 所述的特制玄武巖纖維為使用玄武巖纖維聚酯專用浸潤劑進行表面浸潤處理后獲得的玄武巖纖維，所用的浸潤溫度為40°C，浸潤時間為2秒，特制玄武巖纖維中聚酯專用浸潤劑含量為0.65%~0.95%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的玄武巖纖維聚酯專用浸潤劑由三元共聚乳液、高分子量雙酚A型聚酯乳液、表面活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、潤滑劑I1、乙醇和軟化水組成，其組成按重量配比如下: 二元共聚乳液3~15%
W分子tt雙.A型聚酯乳液2~10% 表面沽性劑0.2~2.5% 硅烷偶聯(lián)劑0.3~5% 潤滑劑H0.3~3% 乙醇3~15% 軟化水 60~91%α
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的三元共聚乳液為丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物乳液體系，由由包括如下重量配比的組分制備獲得: 丙烯酸乙_5~25%
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的三元共聚乳液采用乳液聚合，其具體制備方法如下:將水、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、十二烷基磺酸鈉、過氧化氫二異丙苯、甲醛次硫酸氫鈉和連二亞硫酸鈉分別加入到四口反應(yīng)釜中，在氮氣保護下，反應(yīng)溫度控制在35°C~55°C，反應(yīng)3~6小時后得到三元共聚乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于: 所述的高分子量雙酚A型聚酯乳液為浙江天和樹脂有限公司的TH960 ； 所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨和十八烷基三甲基氯化銨中的一種； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y- (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷； 所述的潤滑劑II為季戊四醇硬脂酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的玄武巖纖維聚酯專用浸潤劑的制備方法如下: a、按配方重量比分別稱取三元共聚乳液、高分子量雙酚A型聚酯乳液、表面活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、潤滑劑I1、乙醇和軟化水； b、將軟化水加入到混合釜中，開啟攪拌機；緩慢加入表面活性劑的稀釋液，攪拌5分鐘，加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌3分鐘；所述的表面活性劑的稀釋液為表面活性劑和溫度為50°C的熱水按照體積比1:15稀釋； C、加入高分子量雙酚A型聚酯乳液，攪拌6分鐘； d、加入三元共聚乳液，攪拌10分鐘； e、加入潤滑劑II的稀釋液，繼續(xù)攪拌5分鐘后得到玄武巖纖維聚酯專用浸潤劑；所述的潤滑劑II的稀釋液為潤滑劑II和乙醇按照重量比1:10溶解稀釋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于: 所述的特制玄武巖纖維為連續(xù)玄武巖纖維，纖維直徑為8~15微米； 所述的PBT樹脂為特性粘度在0.6~1.0dl/g之間的樹脂； 所述的增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物和高密度聚乙烯的一種或兩種； 所述的界面改性劑為含有苯環(huán)和極性較強的縮水甘油酯鍵的小分子環(huán)氧有機化合物； 所述的偶聯(lián)劑為含有三甲氧基且具有兩種不同化學(xué)性質(zhì)官能團的低分子有機硅化合物； 所述的抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一種或兩種； 所述的潤滑劑I為脂肪酯酰胺類潤滑劑和醇酸酯類潤滑劑中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的特制玄武巖纖維為纖維直徑為13微米的玄武巖連續(xù)纖維； 所述的PBT樹脂為特性粘度0.8dl/g的PBT樹脂； 所述的增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物； 所述的界面改性劑為對苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯和六氫鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯中的一種或兩種； 所述的偶聯(lián)劑為Y -(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和Y - (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一種或兩種； 所述的抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一種或兩種； 所述的潤滑劑I為乙撐雙脂肪酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的一種或兩種。
9.權(quán)利要求1~8任一項所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟如下: 1)按配方重量比稱量好PBT樹脂、特制玄武巖纖維、增韌劑、界面改性劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和潤滑劑I; 2)將PBT樹脂、界面改性劑和偶聯(lián)劑加入到高速混合機，混合30秒； 3)加入增韌劑、抗氧劑和潤滑劑I，繼續(xù)混合60秒； 4 )將混合好的原料加入到雙螺桿擠出機中，特制玄武巖纖維由加纖口加入，2 2 (TC~260°C熔融擠出，冷卻 切粒得到復(fù)合材料。
10.權(quán)利要求1~9任一項所述的耐高溫?zé)崂匣鋷r纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料在長期高溫工作環(huán)境要求的電子電氣部件和機械制造部件中應(yīng)用。
【文檔編號】C08L23/08GK103923442SQ201410157720
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】施向陽, 宋向前, 張旭東, 盧尚嚴(yán), 張世杰 申請人:橫店集團得邦工程塑料有限公司