[发明专利]一种耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。 

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（以下简称PBT）是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有良好的电绝缘性能和耐化学溶剂性能，同时在较低温度下能够迅速结晶，所以成型加工性能好，成型周期短，适合用来制造结构复杂的制件，广泛地应用在电子电气和机械制造等领域，如微型电机壳体等。 

为了提高机械强度和降低成型收缩率，厂商通常采用玻璃纤维作为增强剂进行改性制备增强PBT复合材料，以满足电子电气及其它行业要求。随着微电子信息技术的迅猛发展，电子元器件呈现小型化、集成化和模块化的发展趋势，相应地对PBT等电子电气结构材料提出了更高要求，如更好的耐高温热老化性能和更高的机械强度等。通用玻纤增强PBT复合材料无法满足以上使用要求。 

矿物纤维作为主要的改性原材料，其种类选择和性能决定了PBT复合材料的综合性能。玄武岩是火山活动的天然产物，矿物成分比玻璃更纯。熔融冷却后玻璃形成非晶态固体，而玄武岩仍具有晶体结构，所以玄武岩纤维的拉伸模量、抗冲击性能和高低温稳定性远优于玻璃纤维。 

已有公开专利CN101230193A提到玄武岩纤维用来制备增强尼龙组合物的方法，玄武岩纤维增强尼龙组合物的各项力学性能和耐热性均有较大幅度的提高。目前还未见玄武岩纤维应用来制备PBT复合材料的相关报道和研究，也未见相关专利报道。因此开发一种具有耐高温热老化性能优异的玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料很有必要。 

目前市场上的玄武岩纤维不能有效解决玄武岩纤维和PBT树脂的表面结合问题，关键在于玄武岩纤维的表面浸润处理存在技术难点，国内对玄武岩纤维专用浸润剂的研究较少。 

发明内容

为克服上述现有技术的缺点与不足，本发明首要目的在于提供一种耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料。本发明复合材料具有耐高温热老化性能突出的特点，长期高温热老化试验后仍保持优异的冲击韧性和机械性能。 

本发明的另一目的在于提供上述耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备方法。 

本发明的再一目的在于提供上述耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的应用。 

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种耐高温热老化玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，由PBT树脂、特制玄武岩纤维、增韧剂、界面改性剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂Ⅰ组成，其组成按重量配比如下： 

所述的特制玄武岩纤维为使用玄武岩纤维聚酯专用浸润剂进行表面浸润处理（浸润温度为40℃，浸润时间为2秒，特制玄武岩纤维中聚酯专用浸润剂含量为0.65%～0.95%）后获得的玄武岩纤维。 

所述的特制玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，纤维直径为8～15微米，优选13微米的玄武岩连续纤维。 

所述的玄武岩纤维聚酯专用浸润剂由三元共聚乳液、高分子量双酚A型聚酯乳液、表面活性剂、硅烷偶联剂、润滑剂Ⅱ、乙醇和软化水组成，其组成按重量配比如下： 

所述的三元共聚乳液为丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物乳液体系，由包括如下重量配比的组分制备获得： 

所述的三元共聚乳液采用乳液聚合，其具体制备方法如下：将水、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、十二烷基磺酸钠、过氧化氢二异丙苯、甲醛次硫酸氢钠和连二亚硫酸钠分别加入到四口反应釜中，在氮气保护下，反应温度控制在35℃～55℃，反应3～6小时后得到三元共聚乳液。 

所述的高分子量双酚A型聚酯乳液优选为浙江天和树脂有限公司的TH960。 

所述的表面活性剂优选为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种。 

所述的硅烷偶联剂优选为γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷。 

所述的润滑剂Ⅱ优选为季戊四醇硬脂酸酯。 

所述玄武岩纤维聚酯专用浸润剂的制备方法如下： 

a、按配方重量比分别称取三元共聚乳液、高分子量双酚A型聚酯乳液、表面活性剂、硅烷偶联剂、润滑剂Ⅱ、乙醇和软化水；