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CN107083030A - 一种低翘曲高强度玻纤增强pbt/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种低翘曲高强度玻纤增强pbt/asa合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，按重量份计，包括：PBT树脂30～50重量份；ASA树脂15～30重量份；玻璃纤维20～30重量份；相容增韧剂2～6重量份；抗翘曲剂6～10重量份；抗氧剂0.1～0.5重量份；润滑剂0.1～0.5重量份；流动改性剂0.1～0.8重量份。本发明还公开了一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料的制备方法。该材料解决了玻纤增强引起翘曲严重的不足，同时保证了合金材料优异的力学性能和耐候性。

Description

一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于改性高分子材料技术领域，具体地涉及一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有耐高温、耐湿、耐磨、耐化学腐蚀、热性能优良、机械性能优良、成型性良好等优点，其制品广泛地应用于电子电器、机械设备、汽车、通讯、照明等领域。
但PBT成型收缩率大，缺口冲击强度低，体积电阻、介电损耗大。PBT采用玻纤增强，可以提高拉伸强度、弯曲强度、热变形温度，可以在140℃下长期工作。但玻纤的各向异性特性，使得玻纤增强PBT在制备大型薄壁制件或几何形状复杂制件时存在较为严重的翘曲问题。ASA为丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物，具有良好的耐候性，若将PBT和ASA制成共混合金，所制得的合金既有PBT树脂的优点，又具有ASA树脂的韧性、耐候性和尺寸稳定性。
PBT和ASA树脂结晶性能存在差异，一般需要添加合适的相容增韧剂，提高基体树脂之间的相容性，保证合金材料的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点与不足，提供一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，该材料解决了玻纤增强引起翘曲严重的不足，同时保证了合金材料优异的力学性能和耐候性。
本发明另一目的在于提供一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，按重量份计，包括:
所述PBT树脂为丁二醇和对苯二甲酸或其类酯类衍生物通过缩聚反应得到的聚合物，其特性粘数为0.8-1.3ml/g。
所述ASA树脂为以SAN为基体通过乳液法或本体法聚合得到的以含有丙烯酸酯基团的橡胶弹性体为芯，以苯乙烯-丙烯腈共聚物为壳，即具有芯-壳结构的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物，该三元共聚物中含有丙烯酸酯基团的橡胶弹性体的重量含量为10～80％。
所述玻璃纤维为经过含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理的玻璃纤维。
所述相容增韧剂为马来酸酐接枝乙烯与辛烯共聚物、丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
所述抗翘曲剂为云母、硅灰石、空心玻璃微珠中的一种或多种。
所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类和硫醚类抗氧化剂中的任意一种或两种以上的组合物。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅酮母粒或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种以上的组合物。
所述流变改性剂为氨基端基、端羟基或端羧基的聚酰胺-胺型树枝状高分子流变改性剂。
上述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料的实现方法，包括以下步骤：
(1)、将预先分别干燥好的PBT树脂、ASA树脂、相容增韧剂、抗翘曲剂、抗氧剂、润滑剂和流变改性剂，按重量份计，PBT树脂30～50重量份；ASA树脂15～30重量份；玻璃纤维20～30重量份；相容增韧剂2～6重量份；抗翘曲剂6～10重量份；抗氧剂0.1～0.5重量份；润滑剂0.1～0.5重量份；流动改性剂0.1～0.8重量份的比例加入到高混机混合均匀后待用；
(2)、将第一步得到的混合物通过主喂料斗喂入到双螺杆挤出机中，在205-245℃的温度范围内挤出造粒，将玻璃纤维从玻纤口加入，最后拉条、切粒。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明产品选用表面硅烷偶联剂改性处理的玻璃纤维，玻纤与树脂相容性好，力学性能优异，稳定性好。本发明产品选用马来酸酐接枝乙烯与辛烯共聚物、丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种作为相容增韧剂，保证合金材料的力学性能。本发明产品选用球形、片状或晶须类填料，提高了材料尺寸稳定性和抗翘曲性能。本发明产品选用流变改性剂，提高了合金材料总体流动性，改善了材料的成型加工性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
称量PBT树脂45重量份，ASA树脂20重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物2重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2重量份，抗氧剂(受阻酚类、亚磷酸酯类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将30重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例2
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物2重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2重量份，抗氧剂(受阻酚类、硫醚类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将30重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例3
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物4重量份，抗氧剂(受阻酚类、亚磷酸酯类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将30重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例4
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4重量份，抗氧剂(受阻酚类、亚磷酸酯类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将30重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例5
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物2重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2重量份，云母粉(1250目)6重量份，抗氧剂(受阻酚类、亚磷酸酯类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将24重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例6
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物2重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2重量份，空心玻璃微珠6重量份，抗氧剂(受阻酚类、亚磷酸酯类组合物，按重量比1：2混合)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将24重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
实施例7
称量PBT树脂40重量份，ASA树脂25重量份，丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物2重量份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2重量份，空心玻璃微珠6重量份，抗氧剂(受阻酚类)0.2重量份，润滑剂(聚乙烯蜡)0.3重量份，流变改性剂(氨基端基的聚酰胺-胺型树枝状高分子流变改性剂)0.2重量份，按一定顺序加入到高混机中混合均匀，通过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，同时将24重量份的表面改性玻璃纤维通过玻纤口加入，经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、造粒，得到低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，各段温度分别为：一区温度210℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度235℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度225℃，机头温度245℃；主机转速400rpm。
本发明产品按照以下标准测试性能：
拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别按照ISO 527-2、ISO 178和ISO 179标准进行测试；熔融指数按照ISO1133标准测试；成型收缩率按照GB/T 17037.4-2003标准测试，用垂直方向收缩率和流向方向收缩率差值表征材料的翘曲程度。本发明实施例1-7性能测试结果如表1所示：表1实施例1-7性能测试结果
从上述实施例产品性能结果可以看出，相容增韧剂的复配使用可以使合金材料保持较好的综合力学性能；云母粉和空心玻璃微珠可以在一定程度上改善材料的翘曲问题，但是会降低材料的力学性能；流变改性剂则可以明显提高合金的流动性。因此，实施例7综合性能最佳，不仅保证合金材料具有优异的力学性能，而且改善了翘曲问题，提高了成型加工性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于，按重量份计，包括:
2.根据权利要求1所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述PBT树脂为丁二醇和对苯二甲酸或其类酯类衍生物通过缩聚反应得到的聚合物，其特性粘数为0.8-1.3ml/g。
3.根据权利要求2所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述ASA树脂为以SAN为基体通过乳液法或本体法聚合得到的以含有丙烯酸酯基团的橡胶弹性体为芯，以苯乙烯-丙烯腈共聚物为壳，即具有芯-壳结构的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物，该三元共聚物中含有丙烯酸酯基团的橡胶弹性体的重量含量为10～80％。
4.根据权利要求3所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述玻璃纤维为经过含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理的玻璃纤维。
5.根据权利要求3所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述相容增韧剂为马来酸酐接枝乙烯与辛烯共聚物、丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯嵌段共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述抗翘曲剂为云母、硅灰石、空心玻璃微珠中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类和硫醚类抗氧化剂中的任意一种或两种以上的组合物。
8.根据权利要求7所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅酮母粒或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种以上的组合物。
9.根据权利要求8所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料，其特征在于：所述流变改性剂为氨基端基、端羟基或端羧基的聚酰胺-胺型树枝状高分子流变改性剂。
10.根据权利要求1～9任一项所述的低翘曲高强度玻纤增强PBT/ASA合金材料的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将预先分别干燥好的PBT树脂、ASA树脂、相容增韧剂、抗翘曲剂、抗氧剂、润滑剂和流变改性剂，按重量份计，PBT树脂30～50重量份；ASA树脂15～30重量份；玻璃纤维20～30重量份；相容增韧剂2～6重量份；抗翘曲剂6～10重量份；抗氧剂0.1～0.5重量份；润滑剂0.1～0.5重量份；流动改性剂0.1～0.8重量份的比例加入到高混机混合均匀后待用；
(2)、将第一步得到的混合物通过主喂料斗喂入到双螺杆挤出机中，在205-245℃的温度范围内挤出造粒，将玻璃纤维从玻纤口加入，最后拉条、切粒。
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