[發明專利]納米粒子增韌增強PBT復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210368750.5
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103709618A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島欣展塑膠有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/36;C08K3/34;B29B9/06
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技術領域

本發明涉及一種高分子材料，具體地說是一種納米粒子增韌增強PBT復合材料及其制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一種綜合性能優良和用途很廣的的結晶性聚合物，但由于脆性大、缺口沖擊強度低和韌性不足，限制了PBT作為結構材料的應用。以往采用橡膠增韌PBT，可以改善PBT的韌性，但橡膠增韌的PBT復合材料的剛性、拉伸強度大幅度下降，不能使制備的PBT復合材料的力學性能、加工性能得到全面改善和提高。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種具有良好力學性能、加工性能和韌性的納米粒子增韌增強PBT復合材料及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：納米粒子增韌增強PBT復合材料，其組分按質量百分數配比為：PBT?85%～95%、納米粒子5%～15%、表面處理劑0.1%～0.2%、穩定劑0.1%～1%、潤滑劑0.2%～1.5%、抗氧劑0.1%～1%、色料0.2%～0.3%。

所述的PBT的特性黏度為0.85～1.2dl/g。

所述的納米粒子為納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米滑石粉、納米硅藻土、納米蒙脫土、納米高嶺土和氮化硅與碳化硅的納米混合物中的一種，這種納米粒子的平均粒徑在20nm～100nm之間。

所述的表面處理劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、鋁酸酯、硅烷偶聯劑和烷基酸鹽中的一種。

所述的穩定劑為苯并三唑類穩定劑、二苯甲酮類穩定劑、受阻胺類穩定劑中的一種或幾種的復配物。

所述的潤滑劑為聚硅氧烷、PE蠟、EVA蠟、乙撐雙硬酯酰胺中的一種或幾種的混合物。

所述的抗氧劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的復合物、β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯與亞磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的復合物或四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯與雙（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯的復合物中的一種。

上述的納米粒子增韌增強PBT復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將納米粒子與表面處理劑按重量配比稱取后，加入超聲振蕩發生器或高速混合機中，于100℃～200℃溫度下攪拌20～100分鐘，使表面處理劑與納米粒子均勻分散，然后冷卻至低于40℃出料備用；

（2）將PBT在120℃～130℃下干燥4～6小時，含水率控制在0.03%以下，備用；

（3）按重量配比稱取干燥處理后的PBT、穩定劑、潤滑劑、抗氧劑和色料，加入高速混合機，同時將經表面處理劑處理后的納米粒子加入高速混合機，使一起充分混合2～5分鐘；

（4）再將上述混合物加入雙螺桿擠出機中，控制螺桿轉速在120～300轉/分鐘，機筒溫度在170℃～230℃，經雙螺桿擠出機擠出造粒后制得納米粒子增韌增強PBT復合材料。

本發明的納米粒子增韌增強PBT復合材料，具有良好的化學性能，沖擊強度較純PBT提高了1～5倍，其拉伸強度為30～55MPa，缺口沖擊強度15～30kJ/m²，加工性能基本不變。

本發明的有益效果是，采用納米粒子經表面處理劑均勻分散處理，可以避免納米粒子間的相互凝聚，從而減少了用量，而且納米粒子能夠大幅度地提高材料的韌性、剛性和耐熱性的同時保持其強度，使具有綜合性能優良、加工性能好和成本低廉等特點。本發明提供的制備方法簡單和操作方便，易于實現工業化。

具體實施方式

下面結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。

實施例1：

一種納米粒子增韌增強PBT復合材料，其組分按質量百分數配比為：PBT?90%、納米碳酸鈣8%、硬脂酸鈣0.1%、苯并三唑類穩定劑0.5%、聚硅氧烷0.6%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯的復合物0.6%、色料0.2%，其中PBT的特性黏度為0.85～1.2dl/g，納米碳酸鈣的平均粒徑在20nm～100nm之間。