【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高分子材料，尤其是涉及一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是对苯二甲酸与丁二醇酯通过酯化缩聚脱水而形成的高分子聚合物，其具有优异的尺寸稳定性好、良好的电绝缘性和较高的力学性能，广泛应用于汽车电子、家用电器等领域。但另一方面，由于其分子结构内含有大量的酯基，在某些高温高湿环境条件下存在酯的降解(水解)反应，导致其分子链断裂，由于分子量下降从而引起力学性能大幅衰减。当合成pbt树脂时，较高含量端羧基的存在会加剧酯基的水解反应。因此，在汽车底护板、发动机等部位限制了pbt树脂的应用。
2、目前改善pbt耐水解的方法主要包括：①加入化学助剂，如碳化二亚胺类、环氧化合物类的耐水解助剂；②通过引入扩链剂增加pbt的分子量。如专利cn 114231006a通过在体系内加入碳化二亚胺、苯基缩水甘油醚类助剂来提高pbt的耐水解性能，但存在分子量小、加入量高，长期水解效率不足的问题；如专利cn 109294177a、cn 112029244 a分别在传统耐水解的基础上，通过引入扩链剂或阻隔剂来改善pbt的长期耐水解性能，在增加生产成本的同时仍无法避免碳化二亚胺小分子，易被抽提或析出的环境风险和对人体健康危害。
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法和应用。本申请的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物同时具备较佳的耐水解性能和耐热性能，在生产加工和注塑使用时不容易
2、为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：
3、第一方面，本申请提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，包括以下重量份数的组分：
4、pbt树脂44-80份、玻璃纤维18-42份、增韧剂1～3份、纳米改性剂1-15份、抗氧剂0.2～0.5份和润滑剂0.2～0.5份；
5、所述纳米改性剂为表面覆盖有含有环氧基团的有机硅氧烷的纳米二氧化硅粒子。
6、在本申请的技术方案中，将含有环氧基团的有机硅氧烷对纳米二氧化硅进行改性获得本申请的纳米改性剂，将其添加至聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物中，纳米改性剂可以对聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的性能进行补强；本申请的含有环氧基团的有机硅氧烷既可以同时降低pbt树脂的端羧基含量，又可以将多个pbt分子链通过化学键的形式进行结合、从而使pbt分子链得以延长、分子量增大，进一步使pbt组合物的耐热性能和耐水解性能得以改善。
7、优选地，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物中，pbt树脂的含量不低于44％。
8、优选地，本申请的含有环氧基团的有机硅氧烷的环氧当量为160～250g/mol，优选为160～200g/mol。
9、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述有机硅氧烷为笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷；
10、所述笼型聚倍半硅氧烷的结构式如式i所示；所述环状四硅氧烷的结构式如式ii所示；
11、
12、其中，r1＝环氧环己基乙基、缩水甘油醚氧丙基、缩水甘油醚氧乙基、环氧基乙基、环氧丙烷异丁基中的一种；优选地，r1＝缩水甘油醚氧丙基或缩水甘油醚氧乙基；
13、其中，r2＝氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基，环氧环己基乙基、缩水甘油醚氧丙基、缩水甘油醚氧乙基、环氧基乙基、环氧基丙烷异丁基、环氧基丁基中的一种，优选地，r2＝氢，甲基，甲氧基。
14、本申请采用上述含有环氧基团的笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷，既可以同时降低pbt的端羧基含量，又可以将多个pbt分子链通过化学键的形式进行结合、从而使pbt分子链得以延长、分子量增大，更好地改善了pbt组合物的耐热性能和耐水解性能。同时引入的笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷，受其独特的空间结构和较大的分子量，使得制备得到的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物在生产加工和注塑使用时纳米改性剂不容易迁移到制品的表面，从而可扩大其应用范围。
15、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述纳米改性剂的制备方法，包括以下步骤：取干燥的无机纳米二氧化硅粒子，加入含有环氧基团的有机硅氧烷混合，获得纳米改性剂。
16、本申请通过含有环氧基团的笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷对无机纳米二氧化硅粒子进行改性，使得含有环氧基团的笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷覆盖于无机纳米粒子的表面，将其添加至聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物中，以提高聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的耐热性能和耐水解性能。
17、所述纳米改性剂的d50平均粒径为10～500nm。
18、所述纳米改性剂的d50平均粒径根据gb/t 19077-2016，采用激光粒度法测试。
19、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述无机纳米二氧化硅粒子和有机硅氧烷的质量比为100：(3～10)。
20、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述pbt树脂的端羧基含量为10-22mol/t，优选10-15mol/t，端羧基含量的测试方法为gb/t14190-2017。
21、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述玻璃纤维的平均直径为8～13μm、平均长度为3～6mm的短切原丝玻纤。
22、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯类-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯缩水甘油酯的一种或多种；所述润滑剂为酯类、聚乙烯蜡类、硬脂酸类、已撑双硬脂酸酰胺类中的至少一种。
23、作为本申请所述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或含磷抗氧剂；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098及抗氧剂3114中的至少一种；所述含磷抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂pep-36及抗氧剂608中至少一种。
24、第二方面，本申请提供了一种所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
25、1)将pbt树脂、纳米改性剂、润滑剂、抗氧剂、增韧剂加入至预混机内混合，得混合料；
26、2)将混合料从主喂料口喂入双螺杆挤出机中，玻璃纤维侧喂加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出造粒，制得聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物。
27、优选地，双螺杆挤出机温度设置为220～250℃，螺杆转速为250～400r/min。
28、第三方面，本申请提供了上述聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物在汽车零部件上的应用。优选地，所述汽车零部件包括汽车刹车的域控制器壳体。
29、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
30、本申请提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法和应用，本申请通过含有环氧基团的笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷对无机纳米二氧化硅粒子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
2.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述有机硅氧烷为笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷；
3.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述纳米改性剂的制备方法，包括以下步骤：取干燥的无机纳米二氧化硅粒子，加入含有环氧基团的有机硅氧烷混合，获得纳米改性剂。
4.如权利要求3所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述无机纳米二氧化硅粒子和有机硅氧烷的质量比为100：(3～10)。
5.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述PBT树脂的端羧基含量为10-22mol/t。
6.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述玻璃纤维的平均直径为8～13μm。
7.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯类-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯缩水甘油酯的一种或多种；所述润滑剂为酯类、聚乙烯蜡类、硬脂酸类、已撑双
8.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或含磷抗氧剂；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098及抗氧剂3114中的至少一种；所述含磷抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂PEP-36及抗氧剂608中至少一种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求1～8任一项所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物在汽车零部件上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
2.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述有机硅氧烷为笼型聚倍半硅氧烷或者环状四硅氧烷；
3.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述纳米改性剂的制备方法，包括以下步骤：取干燥的无机纳米二氧化硅粒子，加入含有环氧基团的有机硅氧烷混合，获得纳米改性剂。
4.如权利要求3所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述无机纳米二氧化硅粒子和有机硅氧烷的质量比为100：(3～10)。
5.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述pbt树脂的端羧基含量为10-22mol/t。
6.如权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述玻璃纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：方冲，陈平绪，叶南飚，叶士兵，张永，王金浩，付大炯，安朋，肖军华，吴鹏，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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