本发明涉及高分子材料,特别是涉及一种pbt复合材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、pbt是一种性能优良的工程塑料,具有机械强度高、耐疲劳性能好、尺寸稳定性好、耐溶剂性好等诸多优点,广泛应用在电子电器、家电、汽车、纺织等行业中。pbt是一种半结晶聚合物,具有较快的结晶速率和很好的结晶性能,也因此在成型加工方面具有很好的性能表现。但在工业实际应用中,发现玻纤增强pbt材料经过改性加工之后,更容易结晶,结晶温度较高,结晶速率加快,导致在结构复杂制件加工过程中出现翘曲、冷胶等问题,限制了pbt在精细制件成型加工中应用范围拓展。
2、为了解决玻纤增强pbt材料加工过程中的翘曲问题,开发具有更高尺寸稳定性的玻纤增强pbt材料,通常共混流动性好的低结晶树脂,如pc、pet等,如专利cn111286163a通过添加非晶树脂pc改善pbt结晶性能,实现低翘曲产品,但是共混低结晶材料在降低pbt结晶温度的同时会降低结晶度,造成材料力学性能降低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,克服上述技术缺陷,提供一种低结晶温度、力学性能好的pbt复合材料,及其制备方法和应用。
2、本发明是通过以下技术方案实现的:
3、一种pbt复合材料,按重量份计,包括以下组分:
4、pbt树脂 100份;
5、玻璃纤维 0-100份;
6、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物 0.5-10份;
7、双季戊四醇 0.5-2份;
8、其中,乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与双季戊四醇的重量比范围是(10-1):1。
9、优选的,乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与双季戊四醇的重量比范围是(8-3):1。
10、pbt树脂的相对粘度范围是1.3500-1.9000。具体测试方法为:在25℃±0.01℃的98%的浓硫酸中测量浓度为10mg/ml的聚酯的相对粘度ηr。
11、所述的玻璃纤维的直径范围是7-20微米,优选11-13微米。
12、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的熔融指数范围是4-12g/10min。具体测试方法为:astm d1238(190℃,2.16kg)
13、可以根据实际需求选择是否加入0-1份抗氧剂。
14、抗氧剂可以是:1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯;2,5-二-叔丁基-4-羟基苄基二甲胺;二乙基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基磷酸酯;硬脂基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基磷酸酯;3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基-3,5-二硬脂基-硫代三唑基胺;2,6-二-叔丁基-4-羟基甲基苯酚;2,4-二-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基甘油烯丙基醚基)-1,3,5-三嗪;n,n’-六亚甲基二(3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺);n,n’-双-(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺;十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯];三甘醇-二[3-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙酸酯];二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯];2,2’-硫代二乙基-二[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等。
15、pbt复合材料的结晶温度范围是181-193℃。
16、本发明pbt复合材料的制备方法,包括以下步骤:将pbt树脂、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、双季戊四醇通过双螺杆挤出机混合、分散、熔融挤出、造粒,玻璃纤维侧喂,双螺杆挤出机的温度段设置共分为10段,分别为一区温度220~240℃,二区温度230~245℃,三区温度235~245℃,四区温度235~250℃,五区温度220~240℃,六区温度220~240℃,七区温度210~230℃,八区温度200~220℃,九区温度200~220℃,十区温度220~240℃,长径比为32~40:1,螺杆转速为250~400转/分钟。
17、本发明pbt复合材料的应用,用于制备结构复杂的制件,比如手机连接器、电脑连接器、压缩机零部件等。
18、本发明具有如下有益效果
19、本发明通过在pbt复合材料中添加特定量的双季戊四醇,能够与pbt树脂在熔融剪切过程中降解产生的小分子pbt链段反应生成交联结构,能够调控pbt的结晶速率;在此基础上,乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物能与pbt的端羧基反应,发挥封端剂的作用,降低端羧基的成核作用;在乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与双季戊四醇相互配合,进一步降低了结晶温度,并且提高力学性能。
1.一种pbt复合材料,其特征在于,按重量份计,包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的pbt复合材料,其特征在于,乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与双季戊四醇的重量比范围是(8-3):1。
3.根据权利要求1所述的pbt复合材料,其特征在于,pbt树脂的相对粘度范围是1.3500-1.9000。
4.根据权利要求1所述的pbt复合材料,其特征在于,所述的玻璃纤维的直径范围是7-20微米,优选11-13微米。
5.根据权利要求1所述的pbt复合材料,其特征在于,乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的熔融指数范围是4-12g/10min,测试条件190℃/2.16kg。
6.根据权利要求1所述的pbt复合材料,其特征在于,按重量份计,还包括0-1份抗氧剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的pbt复合材料,其特征在于,pbt复合材料的结晶温度范围是181-193℃。
8.权利要求1-7任一项所述的pbt复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将pbt树脂、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、双季戊四醇通过双螺杆挤出机混合、分散、熔融挤出、造粒,玻璃纤维侧喂,双螺杆挤出机的温度段设置共分为10段,分别为一区温度220~240℃,二区温度230~245℃,三区温度235~245℃,四区温度235~250℃,五区温度220~240℃,六区温度220~240℃,七区温度210~230℃,八区温度200~220℃,九区温度200~220℃,十区温度220~240℃,长径比为32~40:1,螺杆转速为250~400转/分钟。
9.权利要求1-7任一项所述的pbt复合材料的应用,其特征在于,用于制备结构复杂的制件。