| 专利名称： | 一种PBT/PCT合成材料 | ||
| 专利名称(英文)： | A synthetic material PBT/PCT | ||
| 专利号： | CN201510975684.1 | 申请时间： | 20151221 |
| 公开号： | CN105440601A | 公开时间： | 20160330 |
| 申请人： | 东莞市美塑塑料科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 523000 广东省东莞市寮步镇泉塘曲岭二路11号 | ||
| 发明人： | 吴立国 | ||
| 分类号： | C08L67/02; C08L23/08; C08K13/06; C08K9/06; C08K7/14; C08K5/03; C08K3/22 | 主分类号： | C08L67/02 |
| 代理机构： | 广东莞信律师事务所 44332 | 代理人： | 吴炳贤 |
| 摘要： | 本发明公开了一种高流动性、高热变形温度、高冲击PBT/PCT合成材料及制备方法。该复合材料由以下原料组分制备而成 : 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)40-80％、聚对苯二甲酸1, 4-环己烷二甲醇酯(PCT)5-30％、复配阻燃剂12-20％、流动性促进剂1-8％、硅氧烷偶联剂0.5-2％、增韧和相容剂1-8％、无碱玻璃纤维10-15％；其中复配阻燃剂采用十溴二苯乙烷与三氧化二锑以一定比例复配而成。流动性促进剂使用聚酯类CBT树脂。本发明采用PBT/PCT合成为基体以显著提高热变形温度温度及抗冲性和耐磨等性能，再添加具有大环寡聚酯结构的CBT以显著提高流动性能再配合阻燃及玻璃纤维并使用双螺杆机进行均化、捏合造粒，最终实现高流动性、高热变形温度、高冲击PBT/PCT合成料产品，以满足电子电器、LED灯具及汽车应用等行业越来越高的耐热、耐磨高冲击性能要求和高集成化的发展趋势。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a high-fluidity, high heat distortion temperature, high impact PBT/PCT synthetic material and its preparation method. The composite material is composed of the following raw material components : polybutylene terephthalate (PBT) 40-80%, polybutylene glycol 1, 4-cyclohexane dimethyl ester (PCT) 5-30%, compound flame retardant 12-20%, fluidity accelerator 1-8%, siloxane coupling agent 0.5-2%, toughening and a compatibilizing agent 1-8%, alkali-free glass fiber 10-15% ; wherein compound flame retardant is antimony trioxide decabromodiphenyl ethane and compounded in a certain proportion. Fluidity accelerator uses polyester-based CBT resin. This invention adopts the PBT/PCT synthetic as the matrix in order to improve the heat deformation temperature and impact resistance and wear resistant performances, then adding the structure of the macrocyclic oligoesters CBT in order to improve flow properties can be matched with flame-retardant and glass fiber used for homogenizing and using a double-screw extruder, kneading granulation, ultimately achieving high fluidity, high heat distortion temperature, high impact PBT/PCT product synthetic material, in order to meet the electronic appliance, LED lamp and automotive applications and industries such as the heat-resisting, wear-resisting high impact performance requirement and the development trend of high integration. | ||
1.一种PBT/PCT合成材料，其特征在于：由以下按重量份的原料组分制备而 成：PBT树脂40-80％、PCT树脂5-30％、复配阻燃剂12-20％、硅氧硅偶联剂0.5-2％、 流动性促进剂1-8％、增韧和相容剂1-8％、玻璃纤维10-15％； 所述的复配阻燃剂由十溴二苯乙烷与三氧化二锑以一定比例复配而成； 所述的流动性促进剂为同为聚酯类的CBT树脂。
2.根据权利要求1所述的一种PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的PBT树脂 为聚对苯二甲酸丁二醇酯，所述的PCT树脂聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯， 两种材料的质量比例为4:1-8:1。
3.根据权利要求2所述PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的复配阻燃剂以十 溴二苯乙烷与三氧化二锑以质量比例3:1-4:1复配。
4.根据权利要求3所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的流动性促进 剂是聚酯类的环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)。
5.根据权利要求4所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的硅氧烷偶联 剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求5所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于：其中：PBT树脂为 65.7％；PCT树脂为7.3％、复配阻燃剂为1％、硅氧硅偶联剂为0.5％、流动性促进 剂为4％、增韧和相容剂为3％、玻璃纤维为10％。
7.根据权利要求5所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于：其中：PBT树脂为 57.6％；PCT树脂为14.2％、复配阻燃剂为1％、硅氧硅偶联剂为0.5％、流动性促进 剂为5％、增韧和相容剂为3％、玻璃纤维为10％。
8.根据权利要求6或7所述的一种PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的增 韧和相容剂为一种含有环氧官能团的乙烯共聚物，包括乙丙橡胶与甲基丙烯甘油 酯接技共聚物。
9.制备上述PBT/PCT合成材料的方法,其特征在于:包括如下步骤： (1)先将40-80％重量的PBT树脂和5-30％重量的PCT树脂在120-150℃下干燥1-2 小时，控制水份<0.05％以下； (2)各组分按重量百分含量称取原料； (3)将复配阻燃剂组分十溴二苯乙烷与三氧化二锑在高速混料器中以高速混合 10秒再停止30秒的方式混合3～5次； (4)将无碱玻璃纤维经硅氧烷偶联剂； (5)称取的PBT树脂、PCT树脂、流动性促进剂CBT、增韧和相容剂以及步骤(3) 中的复配阻燃剂在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的方式混合3～ 5次； (6)将混合后的配料置于双螺杆机中连同步骤(4)中处理完成的无碱玻璃纤维 掺混，经熔融均化、挤出、冷却切粒得到产品。
1.一种PBT/PCT合成材料，其特征在于：由以下按重量份的原料组分制备而 成：PBT树脂40-80％、PCT树脂5-30％、复配阻燃剂12-20％、硅氧硅偶联剂0.5-2％、 流动性促进剂1-8％、增韧和相容剂1-8％、玻璃纤维10-15％； 所述的复配阻燃剂由十溴二苯乙烷与三氧化二锑以一定比例复配而成； 所述的流动性促进剂为同为聚酯类的CBT树脂。
2.根据权利要求1所述的一种PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的PBT树脂 为聚对苯二甲酸丁二醇酯，所述的PCT树脂聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯， 两种材料的质量比例为4:1-8:1。
3.根据权利要求2所述PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的复配阻燃剂以十 溴二苯乙烷与三氧化二锑以质量比例3:1-4:1复配。
4.根据权利要求3所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的流动性促进 剂是聚酯类的环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)。
5.根据权利要求4所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的硅氧烷偶联 剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求5所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于：其中：PBT树脂为 65.7％；PCT树脂为7.3％、复配阻燃剂为1％、硅氧硅偶联剂为0.5％、流动性促进 剂为4％、增韧和相容剂为3％、玻璃纤维为10％。
7.根据权利要求5所述的PBT/PCT合成材料,其特征在于：其中：PBT树脂为 57.6％；PCT树脂为14.2％、复配阻燃剂为1％、硅氧硅偶联剂为0.5％、流动性促进 剂为5％、增韧和相容剂为3％、玻璃纤维为10％。
8.根据权利要求6或7所述的一种PBT/PCT合成材料,其特征在于:所述的增 韧和相容剂为一种含有环氧官能团的乙烯共聚物，包括乙丙橡胶与甲基丙烯甘油 酯接技共聚物。
9.制备上述PBT/PCT合成材料的方法,其特征在于:包括如下步骤： (1)先将40-80％重量的PBT树脂和5-30％重量的PCT树脂在120-150℃下干燥1-2 小时，控制水份<0.05％以下； (2)各组分按重量百分含量称取原料； (3)将复配阻燃剂组分十溴二苯乙烷与三氧化二锑在高速混料器中以高速混合 10秒再停止30秒的方式混合3～5次； (4)将无碱玻璃纤维经硅氧烷偶联剂； (5)称取的PBT树脂、PCT树脂、流动性促进剂CBT、增韧和相容剂以及步骤(3) 中的复配阻燃剂在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的方式混合3～ 5次； (6)将混合后的配料置于双螺杆机中连同步骤(4)中处理完成的无碱玻璃纤维 掺混，经熔融均化、挤出、冷却切粒得到产品。
翻译：技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种具有高流动性、高热变形温度、 高冲击性能的PBT/PCT合成材料及制备方法。
背景技术
PBT材料是指聚对苯二甲酸丁二醇酯为主体所构成的一类工程塑料,目前各 种改性PBT技术已相当成熟，并广泛应用于电脑、汽车连接器、散热风扇、AC/DC插 头、变压器骨架等各种电子、电器产品上。但随着电子产品的集成度越来越高、 产品越来越小、安全性能也更加严格，而鉴于PBT本身的特性仅仅使用改性的方法 已不能完全满足各种特殊的要求，为此PBT合成材料的改性研究日益兴起。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高流动性、高热变形 温度、高冲击PBT/PCT合成材料及制备方法。
本发明的技术解决方案如下：
一种高流动性、高热变形温度、高冲击PBT/PCT合成料,由下列重量份材料组成：
上述复合材料配方中，中近述的复配阻燃剂为以十溴二苯乙烷与三氧化二锑 以4:1复配而成。十溴二苯乙烷相比常用的溴化环氧以及溴化聚苯乙烯具有高溴含 量和高熔点的特点,在保证防火性能的同时添加量最少,从而减小了对机械性能和 热稳定性的影响。
上述复合材料配方中，其中近述的流动性促进剂为环状对苯二甲酸丁二醇酯 (CBT)，如北京星贝达公司销售的CBT100。环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)具有大 环寡聚酯结构,在较低温度加热时，粘度低，与同为聚酯类的PBT和PCT具有相似结 构，使其在上述聚合物合成中具有很好的相容性,避免了传统硬脂酸类小分子流动 性促进剂带来的耐温性差、易析出等问题。
上述复合材料配方中，其中所述的增韧和相容剂为Dupont公司产，商品牌号 为ElvaloyPTW，其含有环氧官能团的乙烯共聚物；与PBT相容性极好，增韧效果 好，赋于产品良好的机械综合性能。
上述复合材料配方中，其中所述的所述的硅氧烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基 硅烷。
高流动性低纤高热变形温度温度环保PBT合成料的制备方法如下:
(7)先将40-80％重量的PBT树脂和5-30％重量的PCT树脂在120-150℃下干燥1-2 小时，控制水份<0.05％以下。
(8)各组分按重量百分含量称取原料。
(9)将(2)中复配阻燃剂组分十溴二苯乙烷与三氧化二锑在高速混料器中以高 速混合10秒再停止30秒的方式混合3～5次。
(10)将无碱玻璃纤维经硅氧烷偶联剂。
(11)将(2)中称取的PBT树脂、PCT树脂、流动性促进剂CBT、增韧和相容剂以 及(3)中的复配阻燃剂在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的方式混 合3～5次。
(12)将(5)中混合后的配料置于双螺杆机中连同步骤(4)中处理完成的无碱 玻璃纤维掺混，经熔融均化、挤出、冷却切粒得到产品。
本发明的优点：
1.本发明使用了有效的流动性促进剂，使制得的复合材料成型流动性得以显著 提高，因本发明中的流动性促进与PBT合成材料同为聚酯类高分子，因此对 复合材料的各种物理性能影响小，避免和解决了其他小分子流动性促进剂带 来的不耐温和易析出等问题。
2.本发明中选择了高耐热温度的PCT材料与PBT形成高分子合成，大幅地提高了 材料的整体耐热变形温度，且其他物理性能也有所提高。
3.本发明中复配阻燃剂使用了高溴含量高熔点的十溴二苯乙烷与三氧化二锑 搭配，在保证阻燃性能的同时减少了添加量，从将减少了对材料的性理性能 的影响，且高熔点的十溴二苯乙烷相比其他常用的溴化环氧树脂和溴化聚苯 乙烯有更好的耐热性能。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
一般性说明:
以下各实施例中所采用的PBT树脂和PCT树脂皆为市售常用树脂，且都需在 120-150℃下干燥1-2小时，控制水份<0.05％以下。其他助剂若有添加则均采用同 一品牌型号以便实施例比对；配方中各原料的质量百分比指各原料占配方中全部 原料的质量百分比。
实施例1:
配方
A.质量百分比74％的PBT树脂。
B.质量百分比10％无碱玻纤。
C.质量百分比12.5％复配阻然剂(其中十溴二苯乙烷与三氧化二锑质量比 例为4:1)。
D.质量百分比3％的增韧和相容剂。
E.质量百分比0.5％硅氧偶联联剂。
上述组分通过以下工艺方法制得PBT复合材料。
步骤一:将C中的复配阻燃剂在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的 方式混合3～5次。
步骤二:先将A与E在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的方式混合3～
5次，再加入B、C、D一起再次以高速混合10秒再停止30秒的方式混合3～5次。
步骤三:用双螺杆挤出机将以上混合物熔融共混，挤出造粒。机筒温度235℃， 真空度-0.04Mpa,螺杆转速120转/分。
实施例2:
配方
A.质量百分比65.7％的PBT树脂与质量百分比为7.3％的PCT树脂。
B.质量百分比10％无碱玻纤。
C.质量百分比12.5％复配阻然剂(其中十溴二苯乙烷与三氧化二锑质量比例为 4:1)。
D.质量百分比3％的增韧和相容剂。
E.质量百分比0.5％硅氧偶联联剂。
F.质量百分比1％的CBT100流动性促进剂。
上述组分通过以下工艺方法制得PBT复合材料。
步骤一:将C中的复配阻燃剂及F在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒 的方式混合3～5次。
步骤二:先将A与E在高速混料器中以高速混合10秒再停止30秒的方式混合 3～5次，再加入B、C、D一起再次以高速混合10秒再停止30秒的方式混合3～5次。
步骤三:用双螺杆挤出机将以上混合物熔融共混，挤出造粒。机筒温度235℃， 真空度-0.04Mpa,螺杆转速120转/分。
实施例3:
配方中除组分A的含量变更为质量百分比57.6％的PBT树脂与质量百分比为14.4％ 的PCT树脂以及组分F的含量变更为质量百分比2％外，其他与实施例2相同。
制备方法与实施例2相同。
实施例4:
配方中除组分A的含量变更为质量百分比53.25％的PBT树脂与质量百分比为 17.75％的PCT树脂以及组分F的含量变更为质量百分比3％外，其他与实施例2相同。
制备方法与实施例2相同。
实施例5:
配方中除组分A的含量变更为质量百分比49％的PBT树脂与质量百分比为21％的 PCT树脂以及组分F的含量变更为质量百分比4％外，其他与实施例2相同。
制备方法与实施例2相同。
实施例6:
配方中除组分A的含量变更为质量百分比39.6％的PBT树脂与质量百分比为26.4％ 的PCT树脂以及组分F的含量变更为质量百分比8％外，其他与实施例2相同。
制备方法与实施例2相同。
附表：各实施例之间的配方比例与主要性能的比较.
注：所有样品经注塑成ISO标准样条进行相关测试，其中热变形温度参照ISO075标 准，测试条件1.82Mpa；抻伸强度、伸长率参照ISO527-2标准；弯曲强度、弯曲模 量参照ISO178标准；简支梁冲击(无缺口)J参照ISO179标准；熔体流动速率参照 ISO1133标准；防火度则参照UL94标准进行测试。
由附表结果显示加入PCT和流动性促进剂CBT100能够显著提高合成体系的热变形 温度和流动性能,且随着添加量的增加改善效果也进一步提高,但当添加量超一定 范围时耐热变形性能和流动性能改善并不明显，反而其他物理性能有所下降，通 过实例案发现PBT与PCT比例为7.5:2.5左右以及流动性促进剂CBT100添加量不超 过5％时效果最佳。
本发明-高流动性低纤高热变形温度温度环保PBT合成料解决了普通PBT改性材 料通过提高玻璃纤维含量来达到高热变形温度温度和力学性能，但高含纤量会导 致注塑产品存在表面不光滑以及抗冲击性能差和流动性差的缺点。目前普通采用 通过降低PBT改性材料中玻璃纤维含量来改善表面和流动性，但存在热变形温度和 力学性达不到要求的矛盾；经查阅也有相关专利通过在高含纤量的PBT改性材料中 添加流动性促进剂如硬脂酸类(如硬脂酸钙，硬脂酸锌)或通过添加一定的润滑 剂(硅硐类)来提高或改善流动性，但在实际的应用过程中使用硬脂酸类的小分 子流动性促进剂存在易析出的问题，尤其当产品对耐热性能要求高时此问题更加 突出。另外使用润滑剂来改善流动性，对提高流动性有效，高纤含量存在的表面 差和抗冲击性能差的问题依然存在。
而本发明通过采用合成的方式来提高复合材料的耐热性能和抗冲性能，可以在 较低的玻纤含量下达到耐热和抗冲击要求，解决了耐热性能、抗冲性与成型后产 品表面的光滑度、流动性的矛盾，并在此基础上使用同为聚酯类的环状对苯二甲 酸丁二醇酯(CBT)作为流动性促进剂显著地提高了复合材料的流动性，使其可能完 全应用于制造体积更小和薄壁以及形状复杂、高安全性能的电子电气类等产品， 从而推动电子类产品集成化的进程。
