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CN106317807B - 一种用于nmt技术的高流动聚酯工程塑料及其制备方法 - Google Patents

一种用于nmt技术的高流动聚酯工程塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料及其制备方法。所述高流动聚酯工程塑料按重量份数计，包括以下组分PBT 20‑80份，低密度聚乙烯2‑20份，内润滑剂0.05‑2.0份，玻璃纤维20‑60份，增韧剂2‑30份。本发明的高流动聚酯工程塑料通过主体聚酯PBT、低密度聚乙烯、内润滑剂、辅助增韧剂、玻璃纤维的复配使得制得的塑料具有较高的流动性，与金属间结合力优异，同时具有优异的刚性。

Description

一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯工程塑料及其制备方法，特别涉及一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料及其制备方法。
背景技术
NMT(Nano Molding Technology)技术，是将金属与塑料一体化结合的纳米注塑成型技术。一般常将金属经化学液(酸、碱)刻蚀，在表面形成连续的纳米孔洞(20-30nm)，再经T处理使胺类物质(水合肼、乙二胺、氨基甲酸酯等)留在纳米孔洞中。注塑时，树脂熔体中的极性基团与金属表面纳米孔洞中的胺类物质发生化学反应，产生“锚定效果”，从而使二者牢固结合在一起。该技术在简化生产工艺的同时使产品更为轻薄，广泛应用于手机天线、手机壳体、笔记本外壳等电子电器产品中。
当前NMT技术中所使用的金属材料多为铝、镁及其合金，树脂材料则以聚苯硫醚(PPS)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为主。PPS与金属结合力优异，但加工困难，难以提供彩色；PBT容易染色，结合力也比较好，但玻纤填充PBT材料流动性有局限性。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料，使玻纤填充PBT材料流动性大幅度提高，注塑冲模过程时间缩短，有充足时间使PBT材料与刻蚀金属表面胺类物质进行反应，增加了聚酯与金属间粘结力；同时赋予制品优异的强度。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
PBT例如为22份、28份、35份、40份、50份、60份、70份、78份等。
低密度聚乙烯(LDPE)例如为4份、7份、10份、15份、18份等。
内润滑剂例如为0.08份、0.15份、0.4份、0.8份、1.5份、1.8份等。
玻璃纤维例如为24份、33份、38份、45份、52份、59份等。
增韧剂例如为4份、7份、11份、15份、19份、25份等。
低密度聚乙烯LDPE和内润滑剂复配成为流动改性剂，可使玻纤填充PBT材料流动性大幅度提高，注塑冲模过程时间缩短。
本发明所述的高流动聚酯工程塑料，其制备过程通过主体聚酯PBT、流动改性剂、辅助增韧剂、玻璃纤维复配使用实现。
本发明添加流动改性剂使玻纤填充PBT材料流动性大幅度提高，注塑冲模过程时间缩短，有充足时间使PBT材料与刻蚀金属表面胺类物质进行反应，增加了聚酯与金属间粘结力；同时赋予制品优异的强度。
作为优选，本发明所述的高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
作为优选，本发明所述的高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，还包括抗氧剂和/色粉；优选抗氧剂0.05-2份，例如为0.08份、0.15份、0.3份、0.5份、0.7份、1.0份、1.8份、2.5份等，更优选抗氧剂0.1-1份。色粉的量可根据需要添加合适的量。
优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述聚酯树脂包括主体聚酯PBT。
优选地，所述内润滑剂为脂肪族酰胺类、脂肪酸酯类、脂肪酸类、脂肪醇类中的一种或两种以上的组合，优选为脂肪族酰胺类，进一步优选为硬脂酸酰胺。
优选地，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的短切玻纤，加入玻纤可以显著降低材料的线膨胀系数。
优选地，所述增韧剂为反应型聚烯烃类增韧剂，优选为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物、聚烯烃-缩水甘油酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种以上的组合，进一步优选为乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。本发明加入的增韧剂不仅可以改善聚酯间的相容性，提高材料韧性，而且赋予材料更高的极性，有利于注塑时聚酯熔体与金属表面胺类物质充分反应。
优选地，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，用以提高材料的热氧化稳定性。
本发明的目的之一还在于提供一种本发明所述的用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将本发明所述各组分均匀混合；
(2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；
(3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于NMT技术的聚酯工程塑料。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(1)中混合使用高速混合机。
优选地，所述混合的时间为2min以上，优选为5-10min。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行。
优选地，熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为240-250℃，七区温度为240-250℃，八区温度为240-250℃，九区温度为240-250℃，机头温度为240-260℃。
优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
本发明通过优化配方工艺使玻纤填充PBT材料流动性大幅度提高，注塑冲模过程时间缩短，有充足时间使PBT材料与刻蚀金属表面胺类物质进行反应，增加了聚酯与金属间粘结力；同时赋予制品优异的强度。
本发明提供的用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料，其性能可以达到：粘结强度：＞25MPa，质量熔融指数：50-60g/10min，拉伸强度：＞140MPa，冲击强度：＞150J/m。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
内润滑剂为硬脂酸酰胺；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：31MPa，质量熔融指数：57g/10min，拉伸强度：151MPa，冲击强度：166J/m。
实施例2
一种高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
内润滑剂为脂肪醇类的季戊四醇；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：28MPa，质量熔融指数：53g/10min，拉伸强度：147MPa，冲击强度：160J/m。
实施例3
一种高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
内润滑剂为脂肪酸酯类的硬脂酸丁脂；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：26MPa，质量熔融指数：52g/10min，拉伸强度：＞143MPa，冲击强度：160J/m。
实施例4
一种高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
内润滑剂为硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂的组合(质量比1:1)；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：26MPa，质量熔融指数：50g/10min，拉伸强度：141MPa，冲击强度：155J/m。
实施例5
一种高流动聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
内润滑剂为硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、羟基硬脂酸、季戊四醇的组合(质量比1:1:1:1)；
增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8％；
抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010，配比为1:1。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：29MPa，质量熔融指数：53g/10min，拉伸强度：163MPa，冲击强度：150J/m。
对比例1
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述增韧剂、抗氧剂和内润滑剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：20MPa，质量熔融指数：33g/10min，拉伸强度：140MPa，冲击强度：137J/m。
可见，不添加低密度聚乙烯制得的塑料的流动性较差，材料与金属粘结强度较低。
对比例2
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述增韧剂为非反应型的热塑性弹性体乙烯一辛烯共聚物(POE)，商品牌号为Engage 8180。
所述抗氧剂、增韧剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：17MPa，质量熔融指数：47Pa·s，拉伸强度：129MPa，冲击强度：91J/m。
可见，不使用本发明的反应型聚烯烃类增韧剂，材料韧性较低，与金属粘结强度较差。
对比例3
一种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
所述低粘高分子物质、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂剂与实例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
粘结强度：7MPa，质量熔融指数：67Pa·s，拉伸强度：83MPa，冲击强度：104J/m。
可见，不添加玻璃纤维制得的塑料，虽然流动性优异，但材料刚性和韧性均有下降，同时与金属间的粘结强度极差。
因此，只有本发明的组分PBT、低密度聚乙烯、玻璃纤维等配合使用才能取得本发明所要达到的效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (15)

1.一种用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，由以下组分组成：
PBT 20-80份
低密度聚乙烯 2-20份
内润滑剂 0.05-2.0份
玻璃纤维 20-60份
增韧剂 2-30份
抗氧剂 0.05-2份；
所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
所述内润滑剂为脂肪族酰胺类。
2.根据权利要求1所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
PBT 30-60份
低密度聚乙烯 5-10份
内润滑剂 0.1-1.0份
玻璃纤维 30-40份
增韧剂 5-15份。
3.根据权利要求1所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，抗氧剂0.1-1份。
4.根据权利要求1所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，由以下组分组成：
PBT 30-60份
低密度聚乙烯 5-10份
内润滑剂 0.1-1.0份
玻璃纤维 30-40份
增韧剂 5-15份
抗氧剂 0.1-1.0份。
5.根据权利要求1所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，所述内润滑剂为硬脂酸酰胺。
6.根据权利要求4所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的短切玻纤。
7.根据权利要求4所述的高流动聚酯工程塑料，其特征在于，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成。
8.一种权利要求1-7任一项所述的用于NMT技术的高流动聚酯工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述各组分混合；
（2）将步骤（1）所得混合物加进行熔融共混；
（3）将步骤（2）熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于NMT技术的聚酯工程塑料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混合使用高速混合机。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述混合的时间为2 min以上。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述混合的时间为5-10min。
12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中熔融共混在双螺杆挤出机中进行。
13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为240-250℃，七区温度为240-250℃，八区温度为240-250℃，九区温度为240-250℃，机头温度为240-260℃。
14.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中熔融共混时的螺杆转速为250转/分钟。
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