一种耐低温高韧性PBT复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐低温高韧性PBT复合材料及其制备方法，该材料由以下重量百分比的原料制成：PBT 40～70％；PBT衍生物10‑35％；相容剂2～15％；增韧剂2‑15％；填料2～9％；助剂0.1～5％；联苯苯酚型自阻燃环氧树脂0～8％；三氧化二锑0～4％。本发明专利技术复合材料的制备方法采用高速捏合机和双螺杆挤出机实现，制备简单，易于实施。本发明专利技术中，该PBT衍生物韧性好，耐低温性能优良，PBT衍生物与PBT有良好的相容性，保证了该复合材料的优异的冲击性能，在特定含量的相容剂、增韧剂和填料，能够进一步提高相容性、韧性，对材料性能进行进一步增强，使得复合材料具有更加优异的性能。

A Low Temperature Resistant and High Toughness PBT Composite and Its Preparation Method

The invention discloses a low temperature resistant and high toughness PBT composite material and its preparation method. The material is made of the following weight percentage raw materials: PBT 40-70%; PBT derivative 10-35%; compatibilizer 2-15%; toughening agent 2-15%; filler 2-9%; additive 0.1-5%; biphenyl phenol type self-flame retardant epoxy resin 0-8%; antimony trioxide 0-4%. The preparation method of the composite material of the invention is realized by a high-speed kneading machine and a twin screw extruder, and the preparation is simple and easy to implement. In the present invention, the PBT derivative has good toughness and low temperature resistance, good compatibility between PBT derivative and PBT, and ensures excellent impact performance of the composite material. The compatibility and toughness of the composite material can be further improved by adding compatibilizers, toughening agents and fillers with specific content, and the material performance can be further strengthened, so that the composite material has more excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温高韧性PBT复合材料及其制备方法
本专利技术涉及PBT复合材料
，具体涉及一种耐低温高韧性PBT复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为五大工程塑料之一，具有良好的耐热性、电绝缘性、耐化学性、润滑性以及优异的力学性能，现己广泛应用于汽车配件和电子电器领域。随着PBT消费的增长，对其性能也提出了更高的要求，所以目前对PBT的性能和应用研究主要集中在物理改性方面。纯的PBT由于其悬梁缺口冲击强度和非缺口冲击强度都较小，在一定的负载条件下容易发生变形断裂，这极大限制了PBT的使用，因此必须对其进行改性。公开号为CN103772934A(申请号为201210403095.2)中国专利技术专利公开了一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺，其主要通过高抗冲击的PC来提高合金材料的韧性。但PC与PBT相容性差，需要大量的增韧相容剂。公开号为CN105255149A(申请号为201510746083.3)中国专利技术专利申请公开了一种低温增韧增强PC/PBT合金材料及其制备方法。该技术方案如下：1、按照重量百分比配方为：PBT66-85，PC100，相容剂9-18，低温增韧剂22-36，抗氧剂5-9，增强剂37-53。该技术方案采用PC作为PBT的合金材料，添加耐低温增韧剂，达到耐低温要求。该方法PC含量较高，成本较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种耐低温高韧性PBT复合材料及其制备方法，该PBT衍生物韧性好，与PBT复合，能够大幅度提高PBT的韧性。一种耐低温高韧性PBT复合材料，由以下重量百分比的原料制成：进一步优选，所述的耐低温高韧性PBT复合材料，由以下重量百分比的原料制成：更进一步优选，所述的耐低温高韧性PBT复合材料，由以下重量百分比的原料制成：所述的PBT，可采用市售通用的型号。所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)；所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)中一种或两种。所述的填料为云母、滑石粉、TiO2粉、ZnO粉中的一种或两种以上(包括两种)。所述的助剂为紫外吸收剂、润滑剂、抗氧剂等中的一种或两种以上(包括两种)。所述的联苯苯酚型自阻燃环氧树脂可采用湖南嘉盛德材料科技有限公司型号为PNE3501LL的产品。本专利技术中，该PBT衍生物韧性好，耐低温性能优良，PBT衍生物与PBT有良好的相容性，保证了该复合材料的优异的冲击性能，在特定含量的相容剂、增韧剂和填料，能够进一步提高相容性、韧性，对材料性能进行进一步增强，使得复合材料具有更加优异的性能。特别是，当三氧化二锑和联苯苯酚型自阻燃环氧树脂加入后，三氧化二锑作为催化剂，联苯苯酚型自阻燃环氧树脂能够反应性增容PBT和PBT衍生物，并提高各组分之间的结合力，从而使得复合材料具有更加优异的机械性能以及更加优异的耐低温性能。所述的PBT衍生物，为式I结构的化合物；其中，R1、R2为烷基或芳基，m和n为平均聚合度，1≤n≤1000，0≤m≤1000。R1为：R2为：通过调节n、m值，可以调节二元醇与二元酸之间的比例，从而调节高韧性PBT的性能。作为优选，n＝5～300，m＝5～150，进一步优选，n＝5～50，m＝20～60。本专利技术还提供了一种PBT衍生物的制备方法，采用酯化-缩聚两阶段，工艺路线，制备简单，易于实施，可操作性强。一种PBT衍生物的制备方法，包括以下步骤：1)将二酸、二醇、催化剂、热稳定剂和抗氧剂加入到酯化反应器中，在120～250℃、压力为20Kpa-100Kpa条件下进行酯化反应，反应0.5～3h；2)酯化反应结束后，然后将酯化反应器升温至200～270℃并进行减压缩聚反应，出料得到式I结构的PBT衍生物。步骤1)中，反应0.5～3h，当实际出水量达到理论出水量的60％-95％时，酯化反应结束。所述的二酸为HOOC-R1-COOH，其中，HOOC-R1-COOH中的R1与式I中的R1具有相同含义。进一步优选，所述的HOOC-R1-COOH为间对苯二甲酸、十二烷二元酸、丁二酸、癸二酸、己二酸、十一烷二酸、2,5-呋喃二甲酸、十四烷二酸、松香基二元酸中的一种或两种以上和对苯二甲酸组合；其中，HOOC-R1-COOH中R1与式I中的R1具有相同含义。所述的二醇为HO-R2-OH，其中，HO-R2-OH中的R2与式I中的R2具有相同含义。所述的HO-R2-OH对应为乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,9-壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、松香基二醇、异山梨醇、2,5-呋喃基二醇中的一种或两种以上。作为优选，所述的二酸与二醇的摩尔比为1:0.5～2，其中，所述的二酸中对苯二甲酸的摩尔百分数为30％～100％，可保证PBT的机械强度和韧性。进一步优选，所述的二酸与二醇的摩尔比为1:0.8～1.8。作为优选，所述的催化剂为钛酸四丁酯、硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、辛酸亚锡、对甲苯磺酸、二月桂酸二丁基锡、三氧化二锑中的一种或两种以上。催化剂用量可采用本领域技术人员知晓的少量，作为优选，所述的催化剂与二酸的摩尔比为0.0001～0.1:1，进一步优选，为0.001～0.05:1。作为优选，所述的热稳定剂为焦磷酸、磷酸、亚磷酸、磷酸三乙酯、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵中的一种或两种以上。热稳定剂的添加量为本领域技术人员知晓的少量。所用抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、酚类抗氧剂中的一种或两种，作为优选，所述的抗氧剂为1098、二苯胺、抗氧剂1010、对苯二胺、抗氧剂264、对苯二酚、苯醌等中的一种或两种以上。抗氧剂可采用市售产品。抗氧剂的添加量为本领域技术人员知晓的少量。步骤2)中，所述的减压缩聚反应先在10KPa～70KPa反应0.3～1.5h，然后抽真空至50Pa～120Pa反应1～4.5h。一种耐低温高韧性PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)、将PBT、PBT衍生物、增韧剂、相容剂、填料、助剂以及可选择性加入的联苯苯酚型自阻燃环氧树脂和三氧化二锑混合均匀，得到混合后的物料；2)、将混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经牵引机切粒后，得到耐低温高韧性PBT复合材料；步骤1)中，所述的混合均匀的条件为：各组分置于高速捏合机中，保持转速500-5000rpm/min，高速搅拌5-30min。步骤2)中，所述的双螺杆挤出机从加料口到机头的各区温度为：一区温度195-215℃，二区温度210-230℃，三区温度230-240℃，四区温度240-250℃，五区温度245-250℃，六区温度235-250℃，七区温度240-250℃，机头温度240-250℃，转速为50-350rpm/min。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点本专利技术中，该PBT衍生物韧性好，耐低温性能优良，PBT衍生物与PBT有良好的相容性，保证了该复合材料的优异的冲击性能，在特定含量的相容剂、增韧剂和填料，能够进一步提高相容性、韧性，对材料性能进行进一步增强，使得复合材料具有更加优异的性能。特别是，当三氧化二锑和联苯苯酚型自阻燃环氧树脂加入后，三氧化二锑作为催化剂，联苯苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：2.根据权利要求1所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：3.根据权利要求1所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：4.根据权利要求1、2或3所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，所述的PBT衍生物，为式I结构的化合物；其中，R1、R2为烷基或芳基，m和n为平均聚合度，1≤n≤1000，0≤m≤1000。5.根据权利要求1、2或3所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。6.根据权利要求1、2或3所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中一种或两种。7.根据权利要求1、2或3所述的耐低温高韧性PBT复合材料，其特征在于，所述的填料为云母、滑石粉、TiO2粉、ZnO粉中的一种或两种以上。8.根据权利要求1、2或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞瑞雷，叶定坤，祁瑾玉，陈小鹏，陈良光，
申请(专利权)人：浙江新力新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33