專利名稱：金屬纖維增強(qiáng)pbt樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PBT樹脂，特別是涉及一種金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
材料特性，如材料的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、彈性模量、材料固有強(qiáng)度、斷裂韌性等。一般地講，熱膨脹系數(shù)越小，材料因溫度變化而引起的體積變化小，相應(yīng)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力小，抗熱震性越好；熱導(dǎo)率大，材料內(nèi)部的溫差越小，由溫差引起的應(yīng)力差越小，抗熱震性越好；材料固有強(qiáng)度越高，承受熱應(yīng)力而不致破壞的強(qiáng)度越大，抗熱震性好；彈性模量越大，材料產(chǎn)生彈性變形而緩解和釋放熱應(yīng)力的能力越強(qiáng)，抗熱震性越好。另外，形狀相對(duì)簡(jiǎn)單、外形相對(duì)均勻的構(gòu)件抗熱震性能要好于形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不均勻的構(gòu)件。材料在熱震中產(chǎn)生的新裂紋，以及新裂紋與原有裂紋擴(kuò)展造成的開裂、剝落、斷裂等狀況，稱為熱震損傷。熱震損傷是熱應(yīng)力作用的結(jié)果。材料在溫度變化時(shí)，變形受到抑制所產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力。線性熱膨脹系數(shù)不同的多相物體在溫度變化時(shí)，均勻熱膨脹的物體受到溫度梯度作用時(shí)，以及相變時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力與材料的彈性模貢及彈性應(yīng)變成正比，而彈性應(yīng)變等于線膨脹系數(shù)和溫度變化的乘積。隨著塑料行業(yè)循序漸進(jìn)的發(fā)展，越來(lái)越多的塑料產(chǎn)品對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸精度、尺寸穩(wěn)定性、裝配和緊固的要求也愈來(lái)愈高。一方面，根據(jù)塑料制品使用目的，在制品中放置適合的金屬嵌件，可以提高塑件局部的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、電性能，增加塑料尺寸和形狀的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品精度；另一方面，可降低金屬制件的重量，降低金屬制件被腐蝕的可能性， 提高產(chǎn)品使用可靠性等。然而，塑料與金屬嵌件結(jié)合后，易產(chǎn)生較大應(yīng)力，在高低溫循環(huán)狀態(tài)下，應(yīng)力釋放后造成制品開裂，特別是當(dāng)塑料中添加無(wú)機(jī)材料增強(qiáng)后更加明顯，如添加玻璃纖維后，塑料與金屬嵌件結(jié)合后制品非常容易開裂、斷裂。材料這種抗開裂的性能稱之為抗熱震性，指材料在承受急劇溫度變化時(shí)，評(píng)價(jià)其抗破損能力的重要指標(biāo)。針對(duì)目前易開裂的現(xiàn)狀，需要改善抗熱震性。該發(fā)明是將一種或多種金屬纖維填料組合物加入到PBT樹脂中，以改善PBT樹脂的抗熱震性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬纖維增強(qiáng)PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)樹脂，使 PBT樹脂具有良好的抗熱震性，減少PBT樹脂與金屬嵌件制品開裂的現(xiàn)象。本發(fā)明的另一目的在于提供該金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂的制備方法。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，含有以下組分 60 80wt%PBT 樹脂；
l(T30wt%金屬纖維； 0 10wt%增韌劑； 0 lwt%抗氧劑；0. 5 2wt%加工助劑。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述PBT樹脂為特性粘度為0. 74,0. 84、1. 0、或 1. 2的PBT中的一種或兩種以上的復(fù)配物。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述金屬纖維為不銹鋼纖維、鋁纖維、銅纖維、 鎳?yán)w維、銅合金纖維中一種或兩種以上的復(fù)配物。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述金屬纖維的直徑為0. 5-50微米，平均長(zhǎng)度為0. 5-3微米。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述金屬纖維為經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的金屬纖維；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑一種或一種以上復(fù)配物寸。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無(wú)規(guī)三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物中的一種或兩種以上的復(fù)配物。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、有機(jī)硫抗氧劑中的一種或兩種以上的復(fù)配物。如M6J64、1010、1076、168等，防止加工和長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際使用過(guò)程中PBT樹脂的氧化。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，所述加工助劑為增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、顏料、染料中的一種或多種。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂的制備方法，將PBT樹脂在12(T140°C下干燥4 6 小時(shí)，使其水分小于0. 02%，將PBT樹脂、增韌劑、抗氧劑和其它加工助劑高速充分混合后， 經(jīng)計(jì)量裝置送入雙螺桿擠出機(jī)，通過(guò)螺桿的輸送、剪切和混煉，物料熔化、復(fù)合，在擠出機(jī)下游加入金屬纖維，再經(jīng)擠出、冷卻、干燥后獲得所述金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其中，喂料轉(zhuǎn)速控制在25(T350rpm，螺桿擠出機(jī)各分區(qū)溫度保持在20(T240°C，螺桿轉(zhuǎn)速250rpnT350rpm， 擠出機(jī)上的真空泵將小分子低沸點(diǎn)物質(zhì)和水分抽出，控制擠出機(jī)內(nèi)的真空度低于0. 06MPao本發(fā)明以PBT為基材，添加金屬纖維，使PBT樹脂具有良好的抗熱震性，，減少PBT 玻纖增強(qiáng)樹脂與金屬嵌件制品開裂的現(xiàn)象，提供了一種高強(qiáng)度，高導(dǎo)熱率、良好抗熱震性能的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂。


圖1為抗熱震性能測(cè)試用標(biāo)準(zhǔn)嵌件示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例廣8
首先將PBT樹脂，特性粘度1.0進(jìn)行干燥處理，于12(T14(TC下干燥4飛h，使其水分含量低于0. 02%。接著將干燥后的PBT樹脂、增韌劑、抗氧劑和其它加工助劑置于高速混料筒中攪拌、分散、混合均勻，經(jīng)計(jì)量裝置送入雙螺桿擠出機(jī)中。各原料組分如表1所示。打開真空泵，將小分子低沸點(diǎn)物質(zhì)和水分抽出，將擠出機(jī)內(nèi)的真空度維持在低于0.06Mpa。通過(guò)螺桿的輸送、剪切和混煉，物料熔化、復(fù)合，在擠出機(jī)下游加入不銹鋼纖維，直徑為0. 5-50 微米，平均長(zhǎng)度為0. 5-3微米，再經(jīng)擠出、冷卻、干燥后獲得所述金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂。其中，喂料轉(zhuǎn)速控制在25(T350rpm，螺桿轉(zhuǎn)速250rpnT350rpm，螺桿擠出機(jī)1區(qū) 10區(qū)，各分區(qū)溫度分別保持在 200°C、210°C、220°C、230°C、240°C、240°C、240°C、240°C、240°C、230°C。金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂經(jīng)切粒，包裝后待用。
表1原料組分及抗熱震性能
原料組分名稱實(shí)施例11345δ789PBT70SO68656865686570不銹鋼纖維3020303030303030玻璃纖維3025AS-CxSdA25EMA-GMA25抗氧劑(g)0—50.50.50.50.50.50.50.50.5潤(rùn)滑劑、脫摸劑、 成核劑2，22■Λ2222高低溫循環(huán)周期2512202S0299311334259267110
實(shí)施例9
將PBT樹脂，(特性粘度1.0)與玻璃纖維通過(guò)螺桿的輸送、剪切和混煉，物料熔化、復(fù)合，在擠出機(jī)下游加入玻璃纖維，喂料轉(zhuǎn)速控制在20(T350rpm，螺桿轉(zhuǎn)速200rpnT350rpm， 螺桿擠出機(jī)1區(qū) 10區(qū)，各分區(qū)溫度分別保持在200°C、220°C、23(rC、23(rC、24(rC、24(rC、 240 V、240 V、240 V, 220 V,經(jīng)切粒，包裝后待用。將實(shí)施例廣9制備的樹脂按圖1所示經(jīng)注塑成型后制成抗熱震性評(píng)價(jià)測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)嵌件，進(jìn)行抗熱震性能評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1所示。具體實(shí)驗(yàn)條件低溫-40°C，時(shí)間1小時(shí)， 高溫140°C，時(shí)間1小時(shí)，高低溫循環(huán)一次為一個(gè)周期，直至標(biāo)準(zhǔn)嵌件發(fā)生開裂現(xiàn)象記錄其循環(huán)次數(shù)，循環(huán)次數(shù)越高，材料抗熱震性性能越好。由表1的結(jié)果可知，本發(fā)明以PBT為基材，添加金屬纖維，使PBT樹脂具有良好的抗熱震性，減少PBT玻纖增強(qiáng)樹脂與金屬嵌件制品開裂的現(xiàn)象，提供了一種高強(qiáng)度，高導(dǎo)熱率、良好抗熱震性能的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，如采用鋁纖維、銅纖維、鎳?yán)w維、 銅合金纖維中一種或兩種以上的復(fù)配物代替不銹鋼纖維；金屬纖維采用經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的金屬纖維，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑一種或兩種以上復(fù)配物。PBT樹脂采用為特性粘度為0. 74,0. 84,1. 0、或1. 2的PBT中的一種或兩種以上的復(fù)配物。增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無(wú)規(guī)三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物中的一種或兩種以上的復(fù)配物。所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、有機(jī)硫抗氧劑中的一種或兩種以上的復(fù)配物。如M6J64、1010、1076、168等，防止加工和長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際使用過(guò)程中PBT樹脂的氧化。加工助劑為增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、顏料、染料中的一種或多種。
權(quán)利要求
1.一種金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，含有以下組分60 80wt%PBT 樹脂；l(T30wt%金屬纖維；0 10wt%增韌劑；0 lwt%抗氧劑；0. 5 2wt%加工助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述PBT樹脂為特性粘度為0. 74,0. 84、1. 0、或1. 2的PBT中的一種或兩種以上的復(fù)配物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述金屬纖維為不銹鋼纖維、鋁纖維、銅纖維、鎳?yán)w維、銅合金纖維中一種或兩種以上的復(fù)配物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述金屬纖維的直徑為 0. 5-50微米，平均長(zhǎng)度為0. 5-3微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述金屬纖維為經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的金屬纖維；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑一種或兩種以上復(fù)配物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無(wú)規(guī)三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物中的一種或兩種以上的復(fù)配物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、有機(jī)硫抗氧劑中的一種或兩種以上的復(fù)配物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，其特征在于，所述加工助劑為增塑齊U、成核劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、顏料、染料中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求廣7任一項(xiàng)所述的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(a)、將PBT樹脂在12(Tl40°C下干燥4 6小時(shí)，使其水分小于0.02% ；(b)、將PBT樹脂、增韌劑、抗氧劑和其它加工助劑高速充分混合后，經(jīng)計(jì)量裝置送入雙螺桿擠出機(jī)，通過(guò)螺桿的輸送、剪切和混煉，物料熔化、復(fù)合；(c)、在擠出機(jī)下游加入金屬纖維，再經(jīng)擠出、冷卻、干燥后獲得所述金屬纖維增強(qiáng)PBT 樹脂；其中，喂料轉(zhuǎn)速控制在25(T350rpm，螺桿擠出機(jī)各分區(qū)溫度保持在20(T24(TC，螺桿轉(zhuǎn)速250rpnT350rpm，擠出機(jī)內(nèi)的真空度低于0. 06MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂及其制備方法，含有60~80wt%PBT樹脂；10~30wt%金屬纖維；0~10wt%增韌劑；0~1wt%抗氧劑；以及0.5~2wt%加工助劑。先將PBT樹脂干燥，使其水分小于0.02%，接著將PBT樹脂、增韌劑、抗氧劑和其它加工助劑均勻分散，高速混合后，在擠出機(jī)下游加入金屬纖維，通過(guò)熔融、混煉、擠出、冷卻、干燥后獲得金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂。本發(fā)明的金屬纖維增強(qiáng)PBT樹脂，一種或多種金屬纖維填料加入到PBT樹脂中，有效改善PBT樹脂的抗熱震性能。
文檔編號(hào)C08K9/04GK102181133SQ20111002963
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者丁宗勤, 李強(qiáng), 羅明華, 胡沁, 許本剛, 辛敏琦 申請(qǐng)人:上海錦湖日麗塑料有限公司, 廣東錦湖日麗高分子材料有限公司