專利名稱：一種高光澤高性能玻纖增強pbt材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種高光澤高性能玻纖增強PBT 材料及其制備方法。
背景技術：
聚對苯二甲酸丁二醇酯，簡稱PBT，是由對苯二甲酸和丁二醇通過縮聚反應 聚合而成的，其熔點為225 235'C，屬結晶性材料。未增強的PBT其機械性能 只是一般的水平，但經玻纖增強后各種強度及耐熱溫度均大大提高。經玻璃纖維 增強后的PBT能廣泛應用于汽車、連接器、線圈骨架、電器外殼及其它其他電 子電氣部件。
PMMA聚甲基丙烯酸甲酯化學和物理特性PMMA俗稱"有機玻璃"，聚甲 基丙烯酸甲酯(PMMA)是最優秀的有機合成透明材料，透光率達92%，霧度不大 于2%。PMMA具有良好的綜合力學性能,PMMA具有良好的介電和電絕緣性能、 優異的抗電弧性。PMMA的耐熱性和耐寒性并不高，但耐老化性能優良。PMMA 作為性能優異的透明材料廣泛應用于各種燈具、照明器材、光學玻璃、各種儀器 儀表表盤、罩殼、刻度盤、光導纖維、商品廣告櫥窗、廣告牌、飛機座艙玻璃、 飛機和汽車的防彈玻璃、各種醫用、軍用、建筑用玻璃等領域。近年來，隨著 PMMA改性與復合材料技術進展，PMMA的應用領域不斷擴展。
近年來，市場對應用于對產品外觀光澤度有要求的家用電器、辦公用品等領 域的PBT產品為了產品的美觀，提出了越來越高的光澤度要求。但因PBT產品 一般是用于玻璃纖維增強的場合，由于玻璃纖維的加入，極大地影響了最終產品 的外觀。雖然國內外也有些改性塑料廠家在研制高光澤玻纖增強PBT上也做出 了不少努力，但要么光澤度達不到要求，要么力學性能低下，效果都不甚理想。 本發明正是在這種背景下，通過在PBT材料中添加PMMA組分，并通過其它特 殊的改性手段，有效地解決了上述問題，且本發明的材料與普通增強PBT材料 力學性能基本相當。

發明內容
本發明的目的是克服現有PBT材料存在的不足，提供一種高光澤高性能的
4玻纖增強PBT材料。
本發明的另一目的是提供上述高光澤高性能玻纖增強PBT材料的制備方法。
為實現以上目的，本發明的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，由以下以重 量份計的組分構成PBT樹脂30 50份；PMMA樹脂9 18份；特種相容改性
劑5 10份；玻璃纖維10 50份；特種成核劑2 4份；特種耐熱劑3 5份；
復合偶聯劑1 3份。
本發明還提供了高光澤高性能玻纖增強PBT材料的制備方法，具體歩驟為
步驟1.將特種相容改性劑、特種耐熱劑、特種成核劑和復合偶聯劑放入
高速混合機中干混2 3分鐘，轉速700 900轉/分；
步驟2.將步驟1得到的混合物與PBT樹脂、PMMA樹脂和玻璃纖維通過 各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒， 其中，雙螺桿擠出機從喂料口到機頭的一區溫度為220 240°C， 二區溫度為 230 245。C，三區溫度為235 245°C，四區溫度為235 250°C ，五區溫度為220 240°C，六區溫度為220 240°C，七區溫度為210 230°C，八區溫度為200 220°C，九區溫度為200 220°C，十區溫度為220 240°C，長徑比至少為32: 1， 螺桿轉速為200 450轉/分鐘。
所述的PBT樹脂特性粘度為1.1 1.3的樹脂，這類樹脂由于具有較高的粘 度，從結晶動力學來看，更高粘度的樹脂能在成型加工過程中，具有相對較慢的 結晶速率。這樣在復合體系中能形成更多的非晶區，從而提高整個體系的光澤度。
PMMA樹脂優先選用熔體流動速率為12-18g/10min (230攝氏度，3.8KG) 范圍內的樹脂，該范圍屬低粘度PMMA范疇，其在加工過程中所具有的更好的 熔融流動性能能使得其與PBT樹脂、以及樹脂基體與玻璃纖維間更好的混煉和 融合，體系中的短切玻璃纖維能在本樹脂體系中得到相對良好的分散效果，不同 物料間能獲得良好的界面，從而使最終復合物具有優異的綜合力學性能。為獲得 更好的力學性能，本發明的復合物中PBT樹脂與PMMA樹脂的重量比推薦為 2.5:1 3.5:1。
本發明選用的特種相容改性劑選自乙烯-甲基丙烯酸丁酯與丙烯酸縮水甘油 酯共聚物。該物質作為一種彈性體物質具有非常好的提高材料韌性的作用，此外 還能使材料本身的強度得到非常好的保持，不像許多常規增韌劑一樣，在改善韌
5性的同時卻大大犧牲了材料的強度和剛性等。此外由于此種物質具有多種活性反 應性官能團，添加到本發明的復合體系中后，能在PMMA樹脂與PBT樹脂間， 以及這兩種樹脂與玻璃纖維間起到很好的橋梁作用，大大增加了體系不同物料間 的相容性，從而不僅使得本發明的復合物光澤度大大改善，還使得本發明的復合 物具有了非常好的綜合力學性能。
所述的特種成核劑選自二苯亞甲基山梨醇類或芳基磷酸酯鹽類。該特種成核 劑的加入，能有效增加結晶密度，減小球晶尺寸，從而能使本發明復合物的透明 性得到改善。
所述的特種耐熱劑是由苯乙烯、酰亞胺和丙烯腈三種單體組成的多元共聚 物。因其分子鏈極強的剛性結構，具有很高的熱穩定性，加工流動性好，是一種 優異的高分子耐熱改性劑。本發明中因為PMMA的加入，使得整個體系的熱變 形溫度明顯下降。但發明中通過以上特種耐熱劑的加入，能有效抑制體系熱變形 溫度的下降，甚至能與普通玻璃纖維增強PBT材料的耐熱溫度處于同一水平線 上，從而大大增加了本復合物的實用價值。
所述的復合偶聯劑由四異丙基二 (亞磷酸二月桂酯基)鈦酸酯、N， N-雙-
(P-羥乙基)-Y-胺基丙基三乙氧基硅烷及甲基丙烯酸氯化鉻絡合物復合而成，其 重量比例為50: (20-25): (30-25)，這種復合偶聯體系通過數種偶聯劑的協同作 用，能大大改善阻燃劑與樹脂基體間、樹脂與玻纖間的相容性，改善樹脂、玻纖、 助劑間的界面，從而使得最終產品具有優異的綜合力學性能。
所述的玻璃纖維是指經過特種偶聯劑乙烯基三過氧叔丁基硅烷處理的玻璃 纖維，經該偶聯劑處理后的玻璃纖維能夠有效改善PBT與玻璃纖維間、PMMA 與玻璃纖維間的界面狀態，從而對本發明的材料起到良好的增強作用，并能有效 提高本發明材料的綜合力學性能。
本發明的產品，可采用國際標準進行檢測。測試試樣，由CJ80NC型注塑機 在25(TC下注塑成型。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
本發明提供的高光澤高性能玻纖增強PBT材料綜合力學性能優異，光澤度 高。不僅在物性上全面優于普通的玻纖增強PBT，并且還具有非常好的光澤度， 完全能夠滿足各種對材料有光澤度要求的應用場合。
具體實施例方式
下面結合實施例來具體說明本發明。 實施例1
一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料，由以下以重量份計的組分構成特
性粘度為1.1的PBT樹脂50份；熔融指數為12g/10min (230攝氏度，3.8KG) 的PMMA樹脂18份；杜邦公司牌號為Elvaloy PTW的特種相容改性劑10份； 巨石集團有限公司有限公司的牌號為ECS13-03-534的玻璃纖10份;美國Kenrich 公司商品名為JP-3028 (二苯亞甲基山梨醇類)的特種成核劑4份；ICILtd.公司 商品名TD-305 (硬脂酸單甘油酯類)的特種耐熱劑5份；由四異丙基二 (亞磷酸 二月桂酯基)鈦酸酯、N， N-雙-(P-羥乙基)- 胺基丙基三乙氧基硅烷及甲基丙 烯酸氯化鉻絡合物復合而成，其重量比例為50: 20: 30的復合偶聯劑3份。
其中，所述玻璃纖維是指經過特種偶聯劑乙烯基三過氧叔丁基硅烷處理的玻 璃纖維。
上述高光澤高性能玻纖增強PBT材料由以下方法制備
步驟1.將特種相容改性劑、特種成核劑、特種耐熱劑和復合偶聯劑放入高 速混合機中干混2分鐘，轉速700轉/分；
步驟2.將步驟1得到的混合物與PBT樹脂、PMMA樹脂和玻璃纖維通過 各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒， 其中，雙螺桿擠出機從喂料口到機頭的一區溫度為22(TC， 二區溫度為23(TC， 三區溫度為235。C，四區溫度為235。C，五區溫度為220。C，六區溫度為220。C， 七區溫度為21(TC，八區溫度為200。C，九區溫度為20(TC，十區溫度為220。C， 長徑比為32: 1，螺桿轉速為200轉/分鐘。 實施例2
一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料，由以下以重量份計的組分構成特 性粘度為1.3的PBT樹脂30份；熔融指數為18g/10min (230攝氏度，3.8KG) 的PMMA樹脂9份；杜邦公司牌號為Elvaloy PTW的特種相容改性劑5份；巨 石集團有限公司有限公司的牌號為ECS13-03-534的玻璃纖維50份；Ferro Corp. 公司商品名為HF-42J (芳基磷酸酯鹽類)的特種成核劑2份；ICILtd.公司商品 名TD-305的特種耐熱劑3份；由四異丙基二 (亞磷酸二月桂酯基)鈦酸酯、N， N-雙-(p-羥乙基)-7-胺基丙基三乙氧基硅垸及甲基丙烯酸氯化鉻絡合物復合而成，其重量比例為50: 25: 25的復合偶聯劑1份。
其中，所述玻璃纖維是指經過特種偶聯劑乙烯基三過氧叔丁基硅垸處理的玻
璃纖維。上述一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料由以下方法制備-
步驟1.將特種相容改性劑、特種成核劑、特種耐熱劑和復合偶聯劑放入高
-速混合機中干混3分鐘，轉速900轉/分；
步驟2.將步驟1得到的混合物與PBT樹脂、PMMA樹脂和玻璃纖維通過 各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒， 其中，雙螺桿擠出機從喂料口到機頭的一區溫度為24(TC， 二區溫度為245'C， 三區溫度為245。C，四區溫度為250。C，五區溫度為240。C，六區溫度為240。C， 七區溫度為230'C，八區溫度為220。C，九區溫度為22(TC，十區溫度為240。C， 長徑比為36: 1，螺桿轉速為450轉/分鐘。 實施例3
一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料，由以下以重量份計的組分構成儀 化公司特性粘度為1.2的PBT樹脂PBT S3120 40份；上海涇奇熔融指數為 15g/10min (230攝氏度，3.8KG)的牌號為MG515 PMMA樹脂15份；杜邦公 司牌號為Elvaloy PTW的特種相容改性劑8份；巨石集團有限公司有限公司的牌 號為ECS13-03-534的玻璃纖維30份；美國Kenrich公司商品名為JP-3028 (二 苯亞甲基山梨醇類)的特種成核劑3份；ICI Ltd.公司商品名TD-305 (硬脂酸單 甘油酯類)的特種耐熱劑4份；由四異丙基二 (亞磷酸二月桂酯基)鈦酸酯、N， N-雙-(P-羥乙基)-Y-胺基丙基三乙氧基硅烷及甲基丙烯酸氯化鉻絡合物復合而 成，其重量比例為50: 23: 27的復合偶聯劑2份。
其中，所述玻璃纖維是指經過特種偶聯劑乙烯基三過氧叔丁基硅烷處理的玻 璃纖維。
步驟1.將將特種相容改性劑、特種成核劑、特種耐熱劑和復合偶聯劑放入 高速混合機中干混2.5分鐘，轉速800轉/分；
步驟2.將步驟1得到的混合物與PBT樹脂、PMMA樹脂和玻璃纖維通過 各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒， 其中，雙螺桿擠出機從喂料口到機頭的一區溫度為225°C， 二區溫度為24(TC， 三區溫度為240。C，四區溫度為245。C，五區溫度為230。C，六區溫度為230。C， 七區溫度為22(TC，八區溫度為210。C，九區溫度為210。C，十區溫度為23(TC，長徑比為40: 1，螺桿轉速為350轉/分鐘。
實施例1-3中產品性能檢測結果見下表(與普通材料進行對比):
指標項目測試方 法單位常規 PBT+1 0%GF 材料實 施 例1常規 PBT+ 30%G F材料實 施 例2常規 PBT+ 50%G F材料實 施 例3
比重IS01183g/cm31.391.361.531.5 01.721.68
玻璃纖維含量IS03451%101030305050
熔體流動速率 (250°C， 2.16KG)IS01133g/10mi n28341621812
拉伸強度IS0527MPa8085120130140155
彎曲強度IS0178MPa120128180190210225
彎曲模量IS0178MPa4000430 07500800 012000130 00
缺口沖擊強度ISO 180KJ/m266.511121415.5
熱變形溫度IS0751.82Mp175174205204206206
光澤度IS02813-458535842082
9
權利要求
1.一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，由以下以重量份計的組分組成PBT樹脂30～50份；PMMA樹脂9～18份；特種相容改性劑5～10份；玻璃纖維10～50份；特種成核劑2～4份；特種耐熱劑3～5份；復合偶聯劑1～3份。
2. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述的 PBT樹脂特性粘度為1.1 1.3。
3. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述的 PMMA樹脂在230攝氏度，3.8KG砝碼條件下熔體流動速率為12-18g/10min。
4. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述PBT 樹脂與PMMA樹脂的重量比為2.5:1 3.5:1 。
5. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述特 種相容改性劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯與丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
6. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述特 種成核劑為二苯亞甲基山梨醇類或芳基磷酸酯鹽類成核劑。
7. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述特 種耐熱劑為苯乙烯、酰亞胺和丙烯腈三種單體組成的多元共聚物。
8. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述復 合偶聯劑由四異丙基二 (亞磷酸二月桂酯基)鈦酸酯、N， N-雙-(P-羥乙基) -Y-胺基丙基三乙氧基硅烷及甲基丙烯酸氯化鉻絡合物復合而成，其重量比例 為50: (20-25): (30-25)。
9. 如權利要求1所述的高光澤高性能玻纖增強PBT材料，其特征在于，所述玻 璃纖維是指經過特種偶聯劑處理的玻璃纖維，所述特種偶聯劑為乙烯基三過氧叔丁基硅烷。
10.權利要求1所述高光澤高性能玻纖增強PBT材料的制備方法，其特征在于包 括如下步驟步驟1.將特種相容改性劑、特種耐熱劑、特種成核劑和復合偶聯劑放入 高速混合機中干混2 3分鐘，轉速700 900轉/分；步驟2.將步驟1得到的混合物與PBT樹脂、PMMA樹脂和玻璃纖維通過 各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒， 其中，雙螺桿擠出機從喂料口到機頭的一區溫度為220 24(TC， 二區溫度為 230 245。C，三區溫度為235 245°C，四區溫度為235 250°C，五區溫度為220 240°C，六區溫度為220 240°C，七區溫度為210 230°C，八區溫度為200 220°C，九區溫度為200 220°C，十區溫度為220 240°C，長徑比至少為32: 1， 螺桿轉速為200 450轉/分鐘。
全文摘要
本發明提供了一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料及其制備方法，由以下以重量份計的組分構成PBT樹脂30～50份；PMMA樹脂9～18份；特種相容改性劑5～10份；玻璃纖維10～50份；特種成核劑2～4份；特種耐熱劑3～5份；復合偶聯劑1～3份。本發明還提供了一種高光澤高性能玻纖增強PBT材料的制備方法，具體步驟為將特種相容改性劑、特種成核劑、特種脫模潤滑劑和復合偶聯劑放入高速混合機中干混；將得到的混合物與SAN樹脂、PET樹脂和玻璃纖維通過各自精密計量的喂料器加入雙螺桿擠出機，進行混合、分散、熔融擠出、造粒。本發明綜合力學性能優異、光澤度高。
文檔編號C08L33/00GK101580632SQ20091004020
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月12日 優先權日2009年6月12日
發明者付學俊, 劉奇祥, 葉南飚, 姜蘇俊, 文 朱, 偉 陳, 陳大華 申請人:金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司