聚酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有成型低收缩率的热塑性聚酯树脂组合物及其制备方法，以热塑性聚酯树脂100重量份为基准；苯乙烯-丙烯腈共聚物：10-45重量份；无机粉状填料：5-50重量份；玻璃鳞片：5-50重量份。本发明专利技术方法操作简单，制备的组合物环境友好，由优异的成形加工性，可广泛地应用于电子电气设备、家用设备、办公自动化设备、汽车等领域中。

【技术实现步骤摘要】
聚酯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种低成型收缩率聚酯组合物及其制备方法。
技术介绍
热塑性聚酯树脂，如聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPT）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）有着优异的力学性能和电学性能，尤其是聚对苯二甲酸丁二醇酯极为优异的成形加工性，被十分广泛地应用于电子电气设备、家用设备、办公自动化设备、汽车和机械设备等领域中。但聚酯树脂同时存在着玻璃化温度低，制品成型收缩率较大，高温下刚性不足等缺点。大量研究通过共混改性试图改善以上缺陷，来实现组分材料优势互补。特别是关于聚酯树脂的收缩率方面，聚酯树脂本身分子结构的固有特性，使得分子缠结易解除，相对滑移容易，结晶易取向等特点，造成聚酯树脂材料各向异性，制件横向和纵向收缩率相差较大，易发生翘曲。近年来，由于大型薄壁制件的需求增加，聚酯树脂的尺寸稳定性和防翘曲成为一个重要问题。改善聚酯树脂收缩率的公开专利，主要以聚酯树脂与非晶态聚合物共混改性，如添加PC，中国专利1789333（公开号）《环保阻燃PC/PBT塑料合金》、中国专利101914271A（公开号）《环保阻燃PBT/PC复合材料及其制备方法》等等；或添加ABS，中国专利102617997A（公开号）《一种玻璃纤维增强PBT/PET复合材料及其制备方法》；再或采用成核剂改善，如中国专利102040808A（公开号）《高光泽低翘曲玻纤增强PET/PBT合金及其制备方法》、中国专利102070884A（公开号）《一种阻燃玻纤增强PET/PBT合金及其制备方法》等等。这些方法侧重于从改善聚酯树脂结晶方面考虑，一方面，成型收缩率的改善效果有限，另一方面过多非晶聚合物的加入会降低部分力学性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术通过片状玻璃鳞片与粉状填料的结合使用，有效改善聚酯材料的成型收缩状况。为了实现改善聚酯复合材料的成型收缩状况，本专利技术采用了如下技术方案。一种低成型收缩率的聚酯复合材料，该组合物主要配比如下：（a）热塑性聚酯树脂：100重量份；（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物：10-45重量份；（c）无机粉状填料：5-50重量份；（d）玻璃鳞片：5-50重量份。热塑性聚酯树脂本身分子结构的固有特性，使得分子缠结易解除，相对滑移容易，结晶易取向等特点，造成热塑性聚酯树脂材料各向异性，而成型热历史后期的应力松弛和二次结晶等造成制品成型收缩率大，而且制件其横向和纵向收缩率相差也较大。特别是玻璃纤维增强的聚酯材料，其注塑流动方向和流动相垂直方向差别较大。本专利技术中，专利技术人发现由于一维方向的取向（树脂流动取向或玻璃纤维取向）造成的各向异性，可以通过二维形状材料（片状材料，如玻璃鳞片）的添加，或与粉状（或称三维颗粒状）填料的协同作用从而得到有效改善。故本专利技术中使用了（c）无机粉状填料与（d）玻璃鳞片，使得聚酯复合材料的收缩率大大降低。本专利技术对于所述的组分（a）热塑性聚酯树脂，没有特别要求，考虑到目前应用的广泛性，可以优选为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的任意一种或几种。本专利技术对于所述的组分（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物，没有特别要求，考虑到与聚酯材料界面相容性改善，苯乙烯-丙烯腈共聚物优选为丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，其中，丙烯腈含量为苯乙烯-丙烯腈共聚物的10-40wt％，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为苯乙烯-丙烯腈共聚物的0.1-10wt％。所述的组分（c）无机物粉状填料选自氧化铝、氧化锌、氧化钙、硫化锌、硫化亚铁、硫酸钡、硫酸锌、硫酸铝、硫酸钙、碳酸钙、碳酸锌或碳酸铝中的一种或几种。进一步优选为硫酸钡、硫酸钙、或碳酸钙。最优选碳酸钙。上述填料也可以用偶联剂、有机物或无机物等的一种或多种的表面处理剂进行处理，优选用偶联剂如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂用公知的方法进行表面处理。所述的组分（d）玻璃鳞片优选为无碱玻璃鳞片,其厚度为2-10μm,片径为10-300目。该组合物还可以含有：（e）阻燃剂：10-30重量份；（f）辅助阻燃剂：1-10重量份；（g）增强纤维：20-70重量份；所述的组分（e）阻燃剂选自于四溴双酚A、十溴二苯醚、五溴甲苯、六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、三-(三溴苯氧基）-三嗪、溴化聚苯乙烯、或溴化环氧树脂中的一种或几种；所述的组分（f）辅助阻燃剂选自于锑类氧化物或锑酸盐类中的一种或者几种；所述的组分（g）增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳香族聚酰胺纤维中的一种或者几种，优选增强纤维为异形截面玻璃纤维，扁平比在2-6之间。本专利技术还有提供一种上述低成型收缩率的聚酯复合材料的制备方法。将原料预混合后于200-270℃下进行熔融共混，得到聚酯复合材料；原料主要配比如下：（a）热塑性聚酯树脂：100重量份；（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物：10-45重量份；（c）无机粉状填料：5-50重量份；（d）玻璃鳞片：5-50重量份。主要组分的种类和配比如上文所述。物料中还可以包括：（e）阻燃剂：10-30重量份；（f）辅助阻燃剂：1-10重量份；（g）增强纤维：20-70重量份；它们的种类和组分如上文所述。另外，可根据需要，以不损害本专利技术为限添加通常使用在热塑性树脂中添加的公知物质，例如抗滴落剂、抗水解剂、抗氧化剂、避免光或紫外线分解的试剂、润滑剂、脱模剂、着色剂、成核剂或增塑剂等。这些助剂的使用能提高组合物的某些功能性，但对其基本的阻燃性能和力学性能基本没有什么影响，可选用一般市售的这些助剂，他们对于本专利技术来说并不是必要的。其他助剂的用量可以根据添加助剂的目的按常规用量添加。通过以上配方和加工工艺的设计，所得到的聚酯的收缩率大大降低。由于其良好的耐热性、机械性能和本身优异的阻燃性能，广泛应用汽车、电子电器零部件等领域。具体实施方式采用熔融共混挤出机制备，双螺杆挤出机的长径比为45，有13个加热区；有两套带计量仪器的加料装置；带有真空排气设备。原料说明：聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，1050M，日本东丽株式会社；聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，U46，日本东丽株式会社；丙烯腈－苯乙烯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：AS3G，日本东丽株式会社；聚碳酸酯PC，L-1225日本帝人化学株式会社；丙烯腈－丁二烯-苯乙烯ABS，2600P，日本东丽株式会社；无碱玻璃鳞片：REFG-101日本板硝子株式会社；有碱玻璃鳞片：CV28襄樊市盛恒化工材料有限公司；石墨：片状，200目，鳞片石墨，青岛市天和石墨有限公司；云母：片状，500目，新会环宇云母材料有限公司；碳酸钙：球状，500目，海城精华矿产有限公司；硫酸钡：海城精华矿产有限公司；短切玻璃纤维：ECS303H，重庆国际复合材料有限公司；玄武岩短切纤维：CBF13-6，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司；阻燃剂：FG-8500日本帝人化学株式会社；辅助阻燃剂：Sb2O3日本帝人化学株式会社；抗滴落剂A3800：聚四氟乙烯粉，日本三菱丽阳株式会社；抗氧剂IR1010：汽巴精化（中国）有限公司。性能测试：1）收缩率测试采用80*80*3mmt样品，利用游标卡尺，分别测定注塑流动方向和垂直流动方向的收缩率。2）力学性能拉伸强度：用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成型收缩率的聚酯复合材料，其特征在于,该组合物主要配比如下：（a）热塑性聚酯树脂：100重量份；（b）苯乙烯‑丙烯腈共聚物：10‑45重量份；（c）无机粉状填料：5‑50重量份；（d）玻璃鳞片：5‑50重量份。

【技术特征摘要】
1.一种低成型收缩率的聚酯复合材料，其特征在于,该组合物主要配比如下：(a)热塑性聚酯树脂：100重量份；(b)苯乙烯-丙烯腈共聚物：10-45重量份；(c)碳酸钙：5-50重量份；(d)无碱玻璃鳞片：5-50重量份；(g)玻璃纤维：20-70重量份。2.根据权利要求1所述的聚酯复合材料，其特征在于：所述的组分(a)热塑性聚酯树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的聚酯复合材料，其特征在于：所述的组分(b)苯乙烯-丙烯腈共聚物为丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，其中，丙烯腈含量为苯乙烯-丙烯腈共聚物的10-40wt％，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为苯乙烯-丙烯腈共聚物的0.1-10wt％。4.根据权利要求1所述的聚酯复合材料，其特征在于：所述的组分(d)无碱玻璃鳞片,其厚度为2-10μm,片径为10-300目。5.根据权利要求1所述的聚酯复合材料，其特征在于：该组合物还含有：(e)阻燃剂：10-30重量份；(f)辅助阻燃剂：1-10重量份；其中，所述的组分(e)阻燃剂为四溴双酚A、十溴二苯醚、五溴甲苯、六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、三-(三溴苯氧基)-三嗪、溴化聚苯乙烯、或溴化环氧树脂中的一种或几种；所述的组分(f)辅助阻燃剂为锑类氧化物或锑酸盐类中的一种或者几种；所述的组分(g)玻璃纤维为异形截面玻璃纤维，扁平比在2-6之间。6.一种权利要求1所述的聚酯复...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤先文，刘强，祁兴超，河野俊司，
申请(专利权)人：东丽先端材料研究开发中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31