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CN101469107A - 一种良好表面、高流动玻纤增强pbt/abs复合材料 - Google Patents

一种良好表面、高流动玻纤增强pbt/abs复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料及其制备方法，按重量比包括以下组分：PBT树脂10～65％，ABS树脂10～65％，相容剂1～10％，玻璃纤维10～40％，润滑剂1～5％，其他助剂0.5～4％。该方法具体步骤如下：称取除玻璃纤维外的各种材料，在混料机混合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160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃，主机转速是20～50赫兹，然后用塑料注塑机制样。该复合材料表面光泽好，性能好，易加工。

Description

一种良好表面、高流动玻纤增强PBT/ABS复合材料
技术领域
本发明涉及一种PBT/ABS复合材料，具体为一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS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树脂是一种结晶聚合物，具有优异的机械性能、电性能、以及其他的物理化学性能，尤其是流动性好，易于加工，被广泛地应用于汽车、电子电器行业。但是，对于一些制品尺寸稳定性很高、表面要求严格的产品而言，需要加入ABS树脂和玻璃纤维来调节。
众所周知，ABS有很好的弹性，是一种非结晶聚合物，要使这两种不同结晶态的聚合物很好的相容，一般都是加入一定量的相容剂，如Katsumata等在USP.5891943中聚烯烃上接枝聚合物(PMMA，AN/S，PS等)表面光洁，性能很好；Orikasa等在USP.4983663中用丁烯-甲基丙烯酸甘油酯接枝在丙烯腈与苯乙烯共聚物上作为相容剂，冲击能达到64KJ/m2，热变形温度在160℃以上。
上述这些关于玻璃纤维增强PBT/ABS专利所提供的技术从不同的角度解决了相容性或是表面平整性问题。但没有同时解决这两方面的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料及其制备方法。
其发明目的可以通过以下技术方案得以实现。
一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，包括以下组分(重量比)：
ABS树脂                      10～65％
PBT树脂                      10～65％
相容剂                       1～10％
玻璃纤维                     10～40％
润滑剂                       1～5％
其他助剂                     0.5～4％
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中PBT树脂的相对粘度为0.5～1.2。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中ABS树脂为苯乙烯-丁二烯-丙烯睛共聚物，其中丁二烯的含量为30～60％。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中相容剂为核壳聚合物。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维或高强玻璃纤维，其纤维直径为5～24μm。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中润滑剂是乙撑双硬脂酰胺。
本发明通过添加润滑剂改善树脂的流动特性，抑制玻璃纤维在制件表面外露，改善加工性能，同时添加极性核壳聚合物作为相容剂，提高PBT和ABS树脂之间的相容性，达到提高复合材料性能的目的。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料中的其他助剂是硅烷偶联剂、抗氧剂、颜色助剂或阻燃剂，所述的硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和g-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的抗氧剂是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯。
制备良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料的具体步骤如下：按上述组份配比称取各种材料(玻璃纤维除外)，在混料机混合均匀，混合时间一般为3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机(玻璃纤维从第一个排气口加入)，温度分别是(自喂料口至挤出模头)：160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃。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。
本发明所述的良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，表面光泽好，性能好，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，PBT-4500，三房巷公司；
ABS树脂，ABS-GP22，BASF公司；
核壳聚合物，E-920，ARKEMA公司；
马来酸酐接枝ABS，MAH-ABS，宁波能之光材料公司
玻璃纤维，ER13-2000-988，桐乡巨石集团；
润滑剂，乙撑双硬脂酰胺(EBS)，上海宁成
硅烷偶联剂，KH-550，南京曙光化工有限公司；
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。
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；测试弯曲模量的样条是80*10*4mm，按ISO178进行，速度为2mm/min；测试缺口冲击强度的样条是80*10*4mm，按ISO 179进行，V型缺口，摆锤为4J；测试热变形温度的样条是120*10*4mm，按ISO75进行，负荷为1.82MPa，升温速度为120℃/h；用来观察表面的样条是150*100*3mm，分为“粗糙、一般、光滑”三个等级；流动性的测试按照ISO 1133标准，用粒子，在265℃，5公斤负荷测定材料的熔体流动指数。
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)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表1 实施例1-4配方及材料性能表
 
1 2 3 4
PBT-4500(％) 40 35 30 25
ABS-GP22(％) 41 36 31 26
E-920(％) 5 5 5 5
玻璃纤维(％) 10 20 30 40
EBS(％) 3 3 3 3
KH-550(％) 0.5 0.5 0.5 0.5
168 0.3 0.3 0.3 0.3
1010 0.2 0.2 0.2 0.2
拉伸强度(MPa) 72 91 101 132
弯曲模量(MPa) 4230 5340 7250 8620
缺口冲击强度(kJ/m＾2) 5.6 6.8 7.2 7.5
热变形温度(℃) 106 122 139 156
表面 光滑 光滑 光滑 一般
 
熔体流动指数(g/10min) 68 65 55 49
实施例5～7
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)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表2 实施例5-7配方及材料性能表
 
5 6 7
PBT-4500(％) 37 34 33
ABS-GP22(％) 37 34 33
E-920(％) 2 8 10
玻璃纤维(％) 20 20 20
EBS(％) 3 3 3
KH-550(％) 0.5 0.5 0.5
168(％) 0.3 0.3 0.3
1010(％) 0.2 0.2 0.2
拉伸强度(MPa) 96 87 83
弯曲模量(MPa) 5780 5140 5010
缺口冲击强度(kJ/m＾2) 6.3 7.9 10.4
热变形温度(℃) 126 115 107
表面 光滑 光滑 光滑
熔体流动指数(g/10min) 66 63 59
实施例8～11
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)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表3 实施例8-11配方及材料性能表
 
8 9 10 11
PBT-4500(％) 36.5 36 35 34.5
PC-110(％) 36.5 36 35 34.5
E-920(％) 5 5 5 5
玻璃纤维(％) 20 20 20 20
EBS(％) 1 2 4 5
KH-550(％) 0.5 0.5 0.5 0.5
168(％) 0.3 0.3 0.3 0.3
1010(％) 0.2 0.2 0.2 0.2
拉伸强度(MPa) 90.6 91.8 92.4 92.7
弯曲模量(MPa) 5360 5350 5410 5390
缺口冲击强度(kJ/m＾2) 6.9 6.9 7.0 7.4
热变形温度(℃) 124 122.9 125 121
表面 光滑 光滑 光滑 光滑
熔体流动指数(g/10min) 57 61 66 69
实施例12～15
复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表4 实施例8-11配方及材料性能表
 
12 13 14 15
PBT-4500(％) 61 11 51 11
ABS(％) 10 60 10 50
E-920(％) 5 5 5 5
玻璃纤维(％) 20 20 30 30
EBS(％) 3 3 3 3
KH-550(％) 0.5 0.5 0.5 0.5
168(％) 0.3 0.3 0.3 0.3
1010(％) 0.2 0.2 0.2 0.2
拉伸强度(MPa) 106 87 119 93
弯曲模量(MPa) 6170 5140 7560 6230
缺口冲击强度(kJ/m＾2) 6.2 7.6 6.4 9.8
热变形温度(℃) 135 118.5 167 112
表面 光滑 光滑 一般 光滑
熔体流动指数(g/10min) 71 62 67 56
对比例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表5所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，200℃，215℃，225℃，230℃。主机转速是30赫兹。
表5 对比例1-4配方及材料性能表
 
1 2 3 4
PBT-4500(％) 60 40 20 31
ABS(％) 19 39 59 30
MAH-ABS(％) 5
玻璃纤维(％) 20 20 20 20
EBS(％) 3
KH-550(％) 0.5 0.5 0.5 0.5
168(％) 0.3 0.3 0.3 0.3
1010(％) 0.2 0.2 0.2 0.2
拉伸强度(MPa) 62 69 63 81
弯曲模量(MPa) 5080 4600 4320 4660
缺口冲击强度(kJ/m＾2) 4.5 4.9 5.5 5.9
热变形温度(℃) 113 111 92.6 106
表面 粗糙 粗糙 粗糙 一般
熔体流动指数(g/10min) 41 38 32 51
从上述数据可以看出：通过添加润滑剂改善树脂的流动特性，抑制玻璃纤维在制件表面外露，改善加工性能，同时添加极性核壳聚合物作为相容剂，提高PBT和ABS树脂之间的相容性，达到提高复合材料性能的目的。

Claims (8)

1、一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，按重量百分数该复合材料包括以下组分：
PBT树脂                   10～65％
ABS树脂                   10～65％
相容剂                    1～10％
玻璃纤维                  10～40％
润滑剂                    1～5％
其他助剂                  0.5～4％。
2、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的PBT树脂特征粘数为0.5～1.2。
3、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂为苯乙烯-丁二烯-丙烯睛共聚物，其中丁二烯的含量为30～60％。
4、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂是核壳聚合物。
5、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS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，其纤维直径为5～24μm。
6、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
7、根据权利要求1所述的一种良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS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、抗氧剂或颜色助剂。
8、一种制备权利要求1所述良好表面、高流动玻璃纤维增强PBT/ABS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160～180℃，190～220℃，210～240℃，220～250℃，210～240℃，主机转速是20～50赫兹，用塑料注塑机制取。
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