CN101469105B - 一种黑色耐光照玻纤增强pbt复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料及其制备方法，按重量比包括以下组分：PBT树脂30～92％，玻璃纤维5～50％，无机炭黑0.1～5％，光吸收剂0.1-5％，抗氧剂0.1～5％，其他助剂0.5～10％。该方法具体步骤如下：称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，将混匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是：180～200℃，200～230℃，210～240℃，200～240℃，210～250℃，主机转速是20～50赫兹，然后用塑料注塑机制样。该复合材料硬度高，刚性强，耐光照，易加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种PBT复合材料，具体为一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。
背景技术
PBT树脂最开始是作为薄膜和化纤来使用，但由于其具有优异的加工性能和机械性能，被广泛的作为工程塑料应用到汽车、电子电器等行业。
随着PBT树脂应用的深入，增强PBT和阻燃PBT等改性PBT树脂被应用到很多要求严格的领域，在这其中，对于PBT材料的耐热和耐光照提出了更高的要求。
由于PBT树脂本身高分子链段的特点，PBT树脂对于光照的耐受程度不高，如果不添加一些特殊的助剂，经过一段时间的光照之后，拉伸性能、冲击性能和颜色都会变差。
基于这个原因，有关人员进行了很多的研究。Balog等在USP.3950301中用Irganox 1093和Ferro 904为抗氧剂，Tinuvin 328为紫外吸收剂，得到的改性PBT经过紫外灯1008小时的照射，拉伸强度基本不变，冲击强度保持70％；Balog，K在Mod.Plast.57(10)中提到添加Tinuvin 328和炭黑的未增强PBT室外曝光5年后，其拉伸强度保留90％以上。
将炭黑加入到PBT树脂中后，赋予树脂颜色，同时也增加了材料所吸收的光能，对于这样的体系需要更强、更全面的保护，而现在的研究还只是就机械性能方面作了探讨，对于全面的保留材料的机械性能、色泽和光泽基本上没有涉及。
发明内容
本发明的发明目的是为了提供一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，以减少甚至消除光照后玻璃纤维增强PBT材料的性能变化。
本发明的另一目的是为了提供上述复合材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案得以实现。
一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，包括以下组分(重量百分比)：
PBT树脂 30～92％
玻璃纤维 5～50％
无机炭黑 0.1～5％
光吸收剂 0.1～5％
抗氧剂 0.1～5％
其他助剂 0.5～10％
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中PBT树脂是对苯二甲酸与丁二醇的缩聚物，其特征粘度为0.6～1.10。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种或几种混合，其纤维直径为5～24μm。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中无机炭黑粒径为10～100nm。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中光吸收剂是苯并三唑类紫外吸收剂。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中抗氧剂是酚类与亚膦酸酯复合抗氧剂，其比例为1/5～2/1。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料中其他助剂是硅烷偶联剂、阻燃剂或润滑剂。
本发明通过添加纳米无机炭黑和光吸收剂的方法，消除光线对玻璃纤维增强PBT材料性能破坏和影响。
制备黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料的具体步骤如下：按上述组份配比称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是180～200℃，200～230℃，210～240℃，200～240℃，210～250℃，，主机转速是20～50赫兹，然后用塑料注塑机制得各种所需产品。
本发明所述的黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，机械强度高，耐光照，色泽好，易加工。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，在不违反本发明的宗旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
实施例和对比例所用原材料如下：
PBT树脂，4500，江苏三房巷公司；
玻璃纤维，ER13-2000-988，浙江桐乡巨石集团；
无机炭黑，N-220(粒径20～25nm)，山东奥纳化工
无机炭黑，N-990(粒径260～330nm)，山东奥纳化工
光吸收剂，Tinuvin-328，瑞士汽巴
光吸收剂，Tinuvin-234，瑞士汽巴
硅烷偶联剂，KH-550，南京曙光化工有限公司；
润滑剂，OP蜡，瑞士克莱恩
抗氧剂，168和1010，瑞士汽巴精化公司。
按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外)，在高速混合器中干混3～5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。将得到的切片粒子在105℃的鼓风烘箱中干燥4小时后，用宁波海天HT1150B注射成型机制样。
光照按照SAE J1885标准，氙灯加速老化，1240.8kJ能量。
材料的力学性能测试按照ISO标准测试：测试拉伸强度的样条是170*10*4mm，按ISO527进行，速度为50mm/min；测试缺口冲击强度的样条是80*10*4mm，按ISO179进行，V型缺口，摆锤为4J。
材料的色差测试按照DIN 54001用光谱仪测试光照前后的ΔE，样条是65×50×4mm。
材料的光泽度测试按照GB8807-88，用光泽仪60°测试，样条是65×50×4mm。
实施例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：190℃，220℃，225℃，230℃，230℃。主机转速是35赫兹。
表1实施例1-4配方及材料性能表
注：ΔE值越小越好，说明色差越小，耐光照能力越强。
实施例5～8
复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：190℃，220℃，225℃，230℃，230℃。主机转速是35赫兹。
表2实施例5-8配方及材料性能表
注：ΔE值越小越好，说明色差越小，耐光照能力越强。
对比例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：190℃，220℃，225℃，230℃，230℃。主机转速是35赫兹。
表3对比例1-4配方及材料性能表
注：ΔE值越小越好，说明色差越小，耐光照能力越强。
Claims (6)
1.一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，其组成和配比如下：
上述配比为重量百分比；其中，无机炭黑为N220，光吸收剂为Tinuvin-234。
2.根据权利要求1所述的一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，其特征在于：所述的PBT树脂是对苯二甲酸与丁二醇的缩聚物，其特征粘度为0.6～1.10。
3.根据权利要求1所述的一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种或几种混合，其纤维直径为5～24μm。
4.根据权利要求1所述的一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是酚类与亚膦酸酯复合抗氧剂，两者比例为1/5～2/1。
5.根据权利要求1所述的一种黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料，其特征在于：所述的其他助剂是硅烷偶联剂、阻燃剂或润滑剂。
6.一种制备权利要求1所述黑色耐光照玻璃纤维增强PBT复合材料的方法，具体步骤如下：
按权利要求1所述组份配比称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是180～200℃，200～230℃，210～240℃，200～240℃，210～250℃，主机转速是20～50赫兹，用塑料注塑机制取。
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