[发明专利]一种高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PBT复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种半结晶型的热塑性工程塑料，其具有优良的力学性能、电性能、耐热性等，广泛地运用于汽车、电子、电器等行业。PBT的分子链柔顺性较好，结晶快，与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比具有优异的成型加工性。然而，PBT缺口冲击强度低是限制其作为工程塑料应用一大缺陷。

目前大多数研究工作集中在单纯的采用弹性体共混增韧或是反应性官能团接枝弹性体亦或是两者的复配物增韧PBT复合材料。如中国专利CN102002215A中提供了一种不同类型增韧剂复配的方法来改善材料的冲击性能，单纯通过添加增韧剂的方法所获增韧效果达一定值后反而随增韧剂含量的增加而下降，另一方面，大量增韧剂的引入使得材料的力学性能、热性能受到严重的影响。

中国专利CN103289345A公布了一种高韧性阻燃PBT/PC复合材料，包括以下按重量份计的原料：53～65份PC，12～24份PBT，6～18份阻燃剂A，5～12份阻燃剂B，12～35份双酚A型聚碳酸酯，3～12份耐热改性剂，0.6～3份增韧剂，0.3～1份EMA-GMA，0.3～1份抗氧剂1010，0.3～1份抗氧剂168，4～8份MBS，3～7份相容剂A，2～6份相容剂B。该专利也是通过单纯加入相容剂、增韧剂、阻燃剂来实现增韧与阻燃的效果，该材料的成本较高，合金材料加工复杂，材料力学性能与热性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料，该复合材料由以下组分及重量份含量的原料制成：

所述的PBT的特性粘度为0.9～1.05dL/g。

所述的反应性抗冲击改性剂为带有反应性基团的增韧剂与PBT增粘剂的复合物，且带有反应性基团的增韧剂与PBT增粘剂的质量比为3∶2～4∶1。引入带有反应性基团的增韧剂一方面增加了增韧剂与基体的结合能力，另一方面提高了增韧剂在基体中的分散性，引入PBT增粘剂是从分子量水平改善材料的韧性，通过两者结合大大地提高了材料的冲击性能。

所述的带有反应性基团的增韧剂选自EPDM-g-GMA、POE-g-MAH或LLDPE-g-MAH中的一种。

所述的PBT增粘剂选自均苯四甲酸二酐或双恶唑啉基苯中的一种。

所述的成核剂选自滑石粉、纳米蒙脱土或碳酸钙中的一种。PBT的分子链柔性大，因此晶粒的低温生长能力较好，然而其高温成核能力不佳，且均相成核所得球晶较大，导致材料脆化，通过成核剂的引入可提高PBT的结晶度，使PBT晶粒细化，同时提高材料的韧性以及热性能。

所述的玻璃纤维为无碱长纤，所述的玻璃纤维表面经硅烷偶联剂处理。

所述的加工助剂为对苯二甲酸环丁二醇酯。

一种高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料的干燥及混合：将PBT在100～120℃下干燥5～6小时，按照以下组分及重量份含量备料：PBT100份、反应性抗冲击改性剂5～10份、成核剂3～5份、加工助剂0.5～1份，并在高速混合机中混合3～5min；

(2)螺杆挤出：将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，将玻璃纤维15～30份加入，经熔融共混挤出、拉条，经水冷、干燥、切粒，制得高韧性、高耐热玻纤增强PBT复合材料。

双螺杆挤出机的转速为200～400r/min，双螺杆挤出机的各区温度控制在210～230℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)PBT增粘剂与带有反应性基团的增韧剂复配制得反应性抗冲击改性剂，突破传统的增韧改性方法，从分子链角度以及反应性增韧剂外在增韧的角度出发通过反应性共混挤出的方法实现PBT材料的超韧化。

(2)PBT的分子链柔性大，因此晶粒的低温生长能力较好，然而其高温成核能力不佳，且均相成核所得球晶较大，导致材料脆化，通过成核剂的引入可使PBT晶粒细化，从而提高材料的韧性。另一方面，成核剂起到异相成核作用，其可提高PBT的结晶度，从而大大地提高了热性能。

具体实施方式