[发明专利]一种改性扁平玻纤增强的PBT复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性扁平玻纤增强的PBT复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备掺杂改性PBT及PET-ABS混料组合物；

其中，所述制备掺杂改性PBT的过程如下： 在带有搅拌、冷凝分流和减压装置的反应器中，加入对苯二甲酸和1，4-丁二醇原料，以及钛类催化剂及介孔二氧化硅纳米颗粒，搅拌均匀，在220℃-240℃加热条件下酯化反应2-3h，得到低聚物中间体；然后1h内减压至0.05-0.1KPa，继续缩聚反应1-3h从而得到掺杂改性PBT聚酯； 其中，催化剂的质量用量为对苯二甲酸质量的0.01-0.5％；介孔二氧化硅纳米颗粒的质量为对苯二甲酸质量的1-5％； 所述的钛类催化剂选自钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯；

其中，所述PET-ABS混料组合物通过如下步骤制备得到： 1)将PET、ABS树脂原料按照1:0.1-0.5的质量比在100-110℃温度下干燥4-6h后，用工程塑料粉碎机粉碎并过160-200目筛，得到PET-ABS混合原料； 2)称取干燥后的60-80份的PET-ABS混料、8-10份乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、2-5份丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯、5-10份表面处理的空心玻璃微珠以及1-3份硅烷偶联剂处理的介孔二氧化硅纳米颗粒，在高速混合机中搅拌3-5min至均匀； 3)将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒、烘箱干燥，然后用粉碎机粉碎并过200目筛，得PET-ABS混料组合物；

(2)配制由表面改性的扁平玻纤和长玻璃纤维组成的复合玻纤，其中，按重量比计，所述复合玻纤包括70-80％改性扁平玻纤和20-30％的长玻璃纤维；

其中，所述表面改性的扁平玻纤通过如下过程制备得到： 配置异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷-乙醇溶液，使得异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷含量5-20wt％；采用所得硅烷偶联剂的乙醇溶液对玻纤进行均匀喷涂，其中玻纤与异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷的重量比为10:1-2；最后将处理过的玻纤置于干燥箱中，90℃烘干2小时去除溶剂，获得表面处理的扁平玻璃纤维； 其中，所述异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷选自异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷或异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷； 所述扁平玻纤为无碱扁平短切玻纤，其具有400-800μm长度，20-30μm宽度，3-5μm厚度；

(3)制备硅烷偶联剂处理的介孔二氧化硅纳米颗粒，以及含环氧基团或氨基官能团硅烷偶联剂表面处理的空心玻璃微珠；

其中，所述硅烷偶联剂处理的介孔二氧化硅纳米颗粒通过如下过程制备得到：按质量比称取介孔二氧化硅纳米颗粒及硅烷偶联剂，其中介孔二氧化硅纳米颗粒与硅烷偶联剂重量份为100份:30-50份，分散在200-300份DMF溶剂中，室温搅拌1-2小时，分离固体沉淀，依次用去离子水、无水乙醇洗涤固体后干燥即得； 其中，所述的硅烷偶联剂选自异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷；

其中，所述表面处理的空心玻璃微珠通过如下过程制备得到： 将含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂与丁酮混合，搅拌得到3-5wt％的偶联剂溶液，加入玻璃微珠搅拌均匀，浸渍3-6h，然后于真空烘箱中真空干燥除去溶剂，从而得到硅烷偶联剂表面处理的空心玻璃微珠； 其中，所述含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

(4)将制备原料各组分按重量份称好待用；并将过筛的PBT复合树脂、PET-ABS混料组合物在100-110℃下干燥4-6小时；所述PBT复合树脂至少含有10wt％的掺杂改性PBT；

其中，按重量份计，所述的制备原料各组分如下： PBT复合树脂70-80份、PET-ABS混料组合物10-30份、复合玻纤20-30重量份、相容增韧剂5-20份、表面处理的空心玻璃微珠3-5份、硅烷偶联剂处理的介孔二氧化硅纳米颗粒1-5份，以及助剂0-3份；

其中，所述的相容增韧剂包含至少80wt％的增韧剂组分； 所述的增韧剂为包含低温增韧剂的复合增韧剂，其由接枝的或未接枝的乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和低温增韧剂复配组成，复配比例质量1:1-2：0.5-1；

其中，所述的低温增韧剂选自异戊二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯，所述接枝的乙烯-辛烯共聚物选自马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物；

所述相容增韧剂中的相容剂选自多异氰酸酯或双马来酰亚胺脂；

其中，助剂选自阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、无机微细矿物颗粒和流变剂中的至少一种；

(5)将干燥后的PBT复合树脂、PET-ABS混料组合物加入到高速混合机中进行初步混合3-5min，得到树脂预混料；

(6)将相容增韧剂、硅烷偶联剂处理的介孔二氧化硅纳米颗粒、空心玻璃微珠及助剂加入到高速混合机中，继续高速混合5-10min，得到基料，出料待用；

(7)将基料混合物通过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维从侧喂料斗玻纤口加入，在220-270℃的温度范围内熔融挤出，经冷却、造粒、干燥，得到PBT复合材料。