一种具有环氧树脂粘结性的增强改性pbt材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料，由以下重量份配比的原料组成：PBT 60?80份，腰果酚胺15?20份，聚乙烯醇微球15?20份，十二烷基磺酸钠5?8份，明胶5?10份，增强剂5?10份，硬脂酸钙1?3份，增韧剂AX8900 1?3份。本发明引入包覆后的固化剂提升材料中与环氧树脂具有反应能力的官能团含量，同时微胶囊固化剂能在一定条件下破开微胶囊而缓慢释放，完成固化行为，从而达到控制材料与环氧树脂灌封胶固化过程的目的，提高材料与环氧树脂之间的界面粘结性；另外埃洛石是一种天然的多壁纳米管状材料，具有纳米管状结构和易于分散的性质，与纳米碳化锆、钛酸铝纤维组合，对PBT具有良好的增韧增强协同效果。
【专利说明】
一种具有环氧树脂粘结性的増强改性PBT材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及高分子材料技术领域，具体来说，是一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯(英文名PolybutyleneTerephthalateJI^lPBT )为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。其具有优异的电性能、高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能)，且成型性良好，故作为工程塑料被广泛应用于汽车、电子电器部件。
[0003]发动机点火线圈是发动机点火系统的主要组成部分，它的作用是将汽车电瓶的低电压提升至能够引起火花塞放电的20kv至40kv的高电压。因此为了防止高电压下点火线圈被电击穿，提升点火线圈部件的绝缘强度，通常采用灌封环氧树脂的方法将点火线圈各部件进行绝缘封装。但是如果点火线圈部件所用材料不能够与环氧树脂形成良好的粘结，则材料与环氧树脂之间最差的粘结点，就会成为最低的绝缘点，在高电压下就会引起材料击穿或短路，使点火线圈失效。并且，汽车点火线圈工作过程中，由于持续点火、线圈发热，温度最高可达100°C以上，停止工作后，温度又会降低至空气温度，冬天寒冷地区，温度会低至零下20°C甚至30°C，甚至更低。因此点火线圈是在冷热交替环境下使用，由于点火线圈部件
与环氧树脂灌封胶在线性膨胀系数存在差异，当体系冷热交变的时候，环氧树脂与点火线圈部件之间就会产生热应力，易引起点火线圈开裂，导致点火线圈失效。如果材料与环氧树脂之间有良好的粘结性，则可有效的抵抗由于冷热冲击产生材料与环氧树脂之间的热应力，从而提高点火线圈的使用寿命。基于上述原因，要求点火线圈材料与已经封装固化的环氧树脂之间拥有良好的粘结性。
[0004]中国专利CN104610711 B公开了一种具有良好环氧树脂粘结性的PBT材料及其制备方法，该发明使用抗氧剂24-44、抗氧剂168、抗氧剂1010及碳自由捕捉剂HP136的复配，通过各组分的协同作用，使得材料具有优异的抗老化性能，引入与环氧树脂具有反应能力的反应官能团，提高与环氧树脂的界面粘结性，但是使用时环氧树脂粘度变化迅速难以控制固化过程，并且快速固化导致封装效率降低。因此提高聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT )与环氧树脂灌封胶之间的粘结作用仍需进一步研究。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料及其制备方法。
[0006]本发明所要解决的技术问题，是通过以下技术方案实现的:
一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料，由以下重量份配比的原料组成:PBT60-80份，腰果酚胺15-20份，聚乙烯醇微球15-20份，十二烷基磺酸钠5_8份，明胶5_10份，增强剂5-10份，硬脂酸钙1-3份，增韧剂AX8900 1_3份； 所述增强剂包含以下重量份组分:纳米碳化锆1-2份，钛酸铝纤维1-2份，经硅烷偶联剂预先处理过的埃洛石纳米管3-6份。
[0007]具体步骤如下:
(1)、微胶囊固化剂的制备:
①、在搅拌条件下，加入0.1-0.8的％明胶水溶液，0.1-0.8wt%+二烷基磺酸钠水溶液，在500-1000转/分钟的机械搅拌下分散30-60分钟得到水相；
②、在二氯甲烷溶剂中，加入将腰果酚胺和聚乙烯醇微球，并在超声仪中分散均匀得到油相，将步骤①所制备的水相逐渐滴加到油相中；
③、混合液搅拌乳化40-80分钟，升高反应温度至30-35°C搅拌3-5小时，再升温至40-45°C搅拌3-5小时以上，至溶剂挥发后将悬浮液离心、蒸馏水洗涤、干燥即得到微胶囊固化剂；
(2)、制备增强剂:
①、将埃洛石纳米管与去离子水混合，在室温下超声达到分散均匀，经真空抽滤后，在100-110°C条件下真空干燥至恒温；
②、将硅烷偶联剂溶于少量异丙醇后均匀喷洒于埃洛石纳米管，再将改性后的埃洛石纳米管于80°C条件下真空干燥7-9小时，将改性后的埃洛石纳米管与纳米碳化锆、钛酸铝纤维混合均匀，得到所述的增强剂；
(3 )、将PBT、硬脂酸钙、增韧剂AX8900以及步骤(I)制备的微胶囊固化剂放入高速混合机中，混合均匀，混合时间为10-20分钟，得到预混料；
(4)、将步骤(3)得到的预混料加入双螺杆挤出机，步骤(2)得到的增强剂由挤出机双螺杆挤出机中下游加入，经挤出机挤出、熔融造粒，得到具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料;其中挤出机转速为200-600转/分钟，温度为220-250°C。
[0008]所述的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料的制备方法中所述的明胶水溶液浓度为0.1_lwt%。
[0009]所述的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料的制备方法中所述的十二烷基磺酸钠水溶液浓度为0.l_lwt%。
[0010]本发明的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料，与现有技术相比具有如下优点:
(I)引入能够与环氧树脂发生反应的环氧树脂微胶囊固化剂，提升了材料中与环氧树脂具有反应能力的官能团含量，在点火线圈封装阶段与环氧树脂灌封胶发生化学反应，使得材料与环氧树脂之间形成优良的界面粘结。
[0011](2)包覆后的固化剂在一定条件下能够破开微胶囊而缓慢释放，完成固化行为，从而达到控制材料与环氧树脂灌封胶固化过程的目的，提高材料与环氧树脂之间的粘结性。
[0012](3)埃洛石是一种天然的多壁纳米管状材料，由高岭石的片层在自然条件下卷曲而成，其片层由硅氧四面体和铝氧四面体组成，外壁含有一定的硅羟基，结构单元之间以氢键和范德华力等次价键的形式结合，具有纳米管状结构和易于分散的性质，与纳米碳化锆、钛酸铝纤维组合，对PBT具有良好的增韧增强协同效果。
【具体实施方式】
[0013]通过实施例对本发明作进一步说明。
[0014]实施例1
称取:PBT 70公斤，腰果酚胺18公斤，聚乙烯醇微球18公斤，十二烷基磺酸钠6公斤，明胶6公斤，增强剂8公斤，硬脂酸钙2公斤，增韧剂AX8900 2公斤；
所述增强剂包含以下重量份组分:纳米碳化锆2份，钛酸铝纤维2份，经硅烷偶联剂预先处理过的埃洛石纳米管4份。
[0015]具体步骤如下:
(1)、微胶囊固化剂的制备:
①、在搅拌条件下，加入0.5的％明胶水溶液，0.5wt%+二烷基磺酸钠水溶液，在800转/分钟的机械搅拌下分散40分钟得到水相；
②、在二氯甲烷溶剂中，加入将腰果酚胺和聚乙烯醇微球，并在超声仪中分散均匀得到油相，将步骤①所制备的水相逐渐滴加到油相中；
③、混合液搅拌乳化60分钟，升高反应温度至32°C搅拌4小时，再升温至43 °C搅拌4小时以上，至溶剂挥发后将悬浮液离心、蒸馏水洗涤、干燥即得到微胶囊固化剂；
(2)、制备增强剂:
①、将埃洛石纳米管与去离子水混合，在室温下超声达到分散均匀，经真空抽滤后，在110°C条件下真空干燥至恒温；
②、将硅烷偶联剂溶于少量异丙醇后均匀喷洒于埃洛石纳米管，再将改性后的埃洛石纳米管于80°C条件下真空干燥8小时，将改性后的埃洛石纳米管与纳米碳化锆、钛酸铝纤维混合均匀，得到所述的增强剂；
(3 )、将PBT、硬脂酸钙、增韧剂AX8900以及步骤(I)制备的微胶囊固化剂放入高速混合机中，混合均匀，混合时间为15分钟，得到预混料；
(4)、将步骤(3)得到的预混料加入双螺杆挤出机，步骤(2)得到的增强剂由挤出机双螺杆挤出机中下游加入，经挤出机挤出、熔融造粒，得到具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料;其中挤出机转速为500转/分钟，温度为240 0C。
[0016]材料性能测试数据:拉伸强度118Mpa，弯曲强度182Mpa，热变形温度213 V，拉伸剪切强度16Mpa。
【主权项】
1.一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料，其特征在于，由以下重量份配比的原料组成:PBT 60-80份，腰果酚胺15-20份，聚乙烯醇微球15-20份，十二烷基磺酸钠5_8份，明胶5-10份，增强剂5-10份，硬脂酸钙1-3份，增韧剂AX8900 1_3份； 所述增强剂包含以下重量份组分:纳米碳化锆1-2份，钛酸铝纤维1-2份，经硅烷偶联剂预先处理过的埃洛石纳米管3-6份。2.根据权利要求书I所述的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)、微胶囊固化剂的制备: ①、在搅拌条件下，加入0.1-2#%明胶水溶液，0.l_2wt%+二烷基磺酸钠水溶液，在.500-1000转/分钟的机械搅拌下分散30-60分钟得到水相； ②、在二氯甲烷溶剂中，加入将腰果酚胺和聚乙烯醇微球，并在超声仪中分散均匀得到油相，将步骤①所制备的水相逐渐滴加到油相中； ③、混合液搅拌乳化40-80分钟，升高反应温度至30-35°C搅拌3-5小时，再升温至40-45°C搅拌3-5小时以上，至溶剂挥发后将悬浮液离心、蒸馏水洗涤、干燥即得到微胶囊固化剂； (2)、制备增强剂: ①、将埃洛石纳米管与去离子水混合，在室温下超声达到分散均匀，经真空抽滤后，在.100-110°C条件下真空干燥至恒温； ②、将硅烷偶联剂溶于少量异丙醇后均匀喷洒于埃洛石纳米管，再将改性后的埃洛石纳米管于80°C条件下真空干燥7-9小时，将改性后的埃洛石纳米管与纳米碳化锆、钛酸铝纤维混合均匀，得到所述的增强剂； (3 )、将I3BT、硬脂酸钙、增韧剂AX8900以及步骤(I)制备的微胶囊固化剂放入高速混合机中，混合均匀，混合时间为10-20分钟，得到预混料； (4)、将步骤(3)得到的预混料加入双螺杆挤出机，步骤(2)得到的增强剂由挤出机双螺杆挤出机中下游加入，经挤出机挤出、熔融造粒，得到具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料;其中挤出机转速为200-600转/分钟，温度为220-250°C。3.根据权利要求书2所述的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料的制备方法，其特征在于，所述的明胶水溶液浓度为0.l-lwt%。4.根据权利要求书2所述的一种具有环氧树脂粘结性的增强改性PBT材料的制备方法，其特征在于，所述的十二烷基磺酸钠水溶液浓度为0.l-lwt%。
【文档编号】C08L23/08GK105885364SQ201610516766
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】夏云, 夏建生
【申请人】蚌埠市正园电子科技有限公司