一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)pbt塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料及其制備方法。所述汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，包括下述重量份的組分：PBT樹脂100份，玻璃纖維10-20份，金屬纖維10-20份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。優(yōu)選的，所述汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料包括下述重量份的組分：PBT樹脂100份，無堿玻璃纖維10-20份，鋁金屬纖維4-8份，鎳?yán)w維6-12份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。本發(fā)明生產(chǎn)成本低、加工性能好、無鹵阻燃纖維增強(qiáng)效果好且環(huán)境友好。本發(fā)明的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，特別適合于注塑成各種汽車內(nèi)飾件。
【專利說明】一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種改性PBT塑料及其制備方法，尤其涉及一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PBT樹脂，中文名稱為聚對苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutyleneterephthalate (簡稱 PBT),屬于聚酯系列，是由 1,4- 丁二醇(1.4-Butyleneglycol)與對苯二甲酸(PTA)或者對苯二甲酸酯(DMT)聚縮合而成，并經(jīng)由混煉程序制成的乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯樹脂。與PET—起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。最先由美國Celanese公司于20世紀(jì)70年代開發(fā)并工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]PBT樹脂是一種結(jié)晶速度快的熱塑性工程材料，抑郁實(shí)現(xiàn)快速成型，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)性能，是一種綜合性能比較優(yōu)良的熱塑性工程塑料。
[0004]PBT樹脂具有較好的韌性、耐疲勞性和耐候性，由于摩擦系數(shù)低，因此PBT樹脂的自潤滑性能較好，且具有突出的耐摩擦和耐磨耗特性，PBT樹脂吸水率較低，僅為0.1%左右，在潮濕環(huán)境中仍保持各種物性(包括電性能)，電絕緣性，但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕，耐水解性差，低溫下可迅速結(jié)晶，成型性良好。不易燃燒，燃燒時(shí)無液體流下，離開火焰后在5秒鐘內(nèi)熄滅。
`[0005]由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車零件、機(jī)械、家用品等，而PBT產(chǎn)品又與PPS、PC、POM、PA等共稱為五大泛用工程塑料。PBT樹脂可用于車內(nèi)和車外部外殼，儀表盤圓架、保險(xiǎn)杠、方向盤、導(dǎo)油管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護(hù)柵和燈罩等。
[0006]PBT樹脂的缺點(diǎn)是其結(jié)晶的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致PBT樹脂的制品尺寸不穩(wěn)定，另外其對缺口比較敏感，導(dǎo)致缺口沖擊強(qiáng)度低，成型收縮率大。故目前生產(chǎn)應(yīng)用的大部分PBT樹脂都采用玻璃纖維增強(qiáng)或無機(jī)填充改性，從而使其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等提高一倍以上。熱變形溫度不高，經(jīng)改性的熱穩(wěn)定性PBT樹脂一般可以在140°C左右下長期工作?？篃嵴鹦阅芤膊缓谩＿@些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了 PBT樹脂的應(yīng)用。
[0007]抗熱震性，指材料在承受急劇溫度變化時(shí)，評價(jià)其抗破損能力的重要指標(biāo)。材料特性是其主要影響因素，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。一般來講，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，彈性越小，材料產(chǎn)生彈性變形較小而不能緩解和釋放熱應(yīng)力，對抗熱震性不利。
[0008]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。PBT樹脂的抗熱震性能并不理想，需要改善使其應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一提供一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，具有良好的熱穩(wěn)定性和熱抗震性。
[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二提供上述汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料的制備方法。
[0011]本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，包括下述重量份的組分:PBT樹脂100份，玻璃纖維10-20份，金屬纖維10-20份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。
[0013]優(yōu)選的，所述PBT樹脂的相對密度為1.3-1.6g/cm3，熔體粘度為0.7-0.9。
[0014]在本發(fā)明中:
[0015]所述玻璃纖維，簡稱玻纖，英文名為:glassfiber或fiberglass,英文縮寫為GF,CAS號:14808-60-7，玻璃纖維比有機(jī)纖維耐溫高，不燃，抗腐，隔熱、隔音性好(特別是玻璃棉)，抗拉強(qiáng)度高，電絕緣性好(如無堿玻璃纖維)?？勺鳛樵鰪?qiáng)材料，用來制造增強(qiáng)塑料等制品。玻璃纖維增強(qiáng)的PBT塑料，具有更好的拉伸強(qiáng)度、彎曲模量和缺口沖擊強(qiáng)度。
[0016]玻璃纖維的主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中堿含量的多少，可分為無堿玻璃纖維(氧化鈉0%~2%，屬鋁硼硅酸鹽玻璃)、中堿玻璃纖維(氧化鈉8%~12%，屬含硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃)和高堿玻璃纖維(氧化鈉13%以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃)。
`[0017]玻璃纖維按形態(tài)和長度，可分為連續(xù)纖維、定長纖維和玻璃棉；按玻璃成分，可分為無堿、耐化學(xué)、高堿、中堿、高強(qiáng)度、高彈性模量和抗堿玻璃纖維等。
[0018]可以根據(jù)使用者的實(shí)際需求，選擇不同種類的玻璃纖維，也可以選擇幾種玻璃纖維的混合物。
[0019]在本發(fā)明中，優(yōu)選的，使用無堿玻璃纖維，即E玻璃纖維，堿金屬氧化物含量低的玻璃纖維。堿金屬氧化物的具體含量不大于0.5%。
[0020]所述金屬纖維，包括不銹鋼纖維、碳鋼纖維、鑄鐵纖維、銅纖維、鋁纖維、鎳?yán)w維、鐵鉻鋁合金纖維、高溫合金纖維中的一種或幾種復(fù)配的金屬纖維等。
[0021]所述金屬纖維的直徑為20-300 μ m,長度為2_30mm。
[0022]優(yōu)選為鋁纖維、鎳?yán)w維或二者的復(fù)配物。
[0023]作為進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，包括下述重量份的組分=PBT樹脂100份，無堿玻璃纖維10-20份，鋁金屬纖維4-8份，鎳?yán)w維6-12份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。
[0024]在本發(fā)明中，所述熱穩(wěn)定劑，優(yōu)選由下述重量份的組分組成:二月桂酸二丁基錫10-30份、月桂酸鈣30-60份、亞磷酸三(壬基苯基)酯20-40份，1，3- 二苯基-1，3-丙二酮5-15 份。
[0025]將二月桂酸二丁基錫10-30份、月桂酸鈣30-60份、亞磷酸三(壬基苯基)酯20_40份1，3- 二苯基-1，3-丙二酮5-15份攪拌混合均勻，即可制得所述熱穩(wěn)定劑。[0026]在本發(fā)明中，所述偶聯(lián)劑，優(yōu)選為Y- (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或異丁
基三乙氧基硅烷。
[0027]本發(fā)明還提供了上述汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料的制備方法，其包括以下步驟:
[0028](I)按配比稱取干燥處理后的PBT樹脂和熱穩(wěn)定劑，高速充分混合2-5分鐘后，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口；
[0029](2)按配比稱取玻璃纖維和金屬纖維，用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后，將它們從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在250-350rpm，溫度在200_250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。
[0030]顯然，在本發(fā)明中為提高產(chǎn)品的其他性能，還可以適應(yīng)性地添加其他助劑，如阻燃齊?、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、成核劑、增塑劑、著色劑和抗靜電劑等。
[0031]本發(fā)明中，
[0032]Y - (2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷，別名:硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-560 ;英文名稱SilanecouplerKH-560,CASN0.為 2530-83-8。EINECS 號為 219-784-2，分子式為 C9H2OO5SI,分子量為236.34。
[0033]異丁基三乙氧基硅烷，英文名:Triethoxyisobutylsilane ;分子式為CltlH24O3Si ；分子量為 220.38 ；C AS 號為:17980-47-1 ；EINECS 號為 402-810-3。
[0034]二月桂酸二丁基錫，英文名:Dibutyltindilaurate, CAS 號:77_58_7 ;EC 號為201-039-8 ;線性分子式為(CH3CH2CH2CH2)2Sn [0C0 (CH2) 1QCH3]2 ;分子量為 631.57。
[0035]月桂酸鈣，英文名:CalciumLaurate;分子式:Ca[CH3(CH2) 10C00]2.H20。
[0036]亞磷酸三(壬基苯基)酯，英文名稱:4-nonyl_phenolphosphite,縮寫為TNPP,CAS:3050-88-2，分子式:C45H69O3P,分子量:689.01。
[0037]I, 3_二苯基-1，3-丙二酮，英文名:Dibenzoylmethanedibromide ；2, 2-Dibromo-l，3-diphenyl-l, 3-propanedione ;分子式:C15H10Br202, CAS 號為 16619-55-9。
[0038]發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過玻璃纖維和金屬纖維混合改性，PBT樹脂制成的塑料抗熱震性能有了明顯提高，尤其是無堿玻璃纖維、鋁纖維、鎳?yán)w維復(fù)配的纖維增強(qiáng)PBT塑料，熱抗震性能提高顯著，同時(shí)對塑料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和缺口沖擊強(qiáng)度等方面也有一定的增強(qiáng)作用。
[0039]另外，研究發(fā)現(xiàn)，將二月桂酸二丁基錫、月桂酸鈣、亞磷酸三(壬基苯基)酯，1，3-二苯基-1，3-丙二酮四種組分進(jìn)行合理復(fù)配使用，熱穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，特別針對PBT塑料的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)效果更加優(yōu)異，拉升強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和缺口沖擊強(qiáng)度均較滿足要求，其機(jī)理還有待發(fā)明人進(jìn)一步研究探討。
[0040]本產(chǎn)品的熱抗震性和熱穩(wěn)定性均較優(yōu)異，且制備工藝簡單，產(chǎn)品成本低，產(chǎn)品的綜合性能較優(yōu)異。
[0041]本發(fā)明的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，可以用注塑工藝輕易加工成各種形狀的零件，可用于制成汽車用內(nèi)飾件。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所使用的PBT樹脂的相對密度為1.3-1.6g/cm3，熔體粘度為0.7-0.9。
[0043]實(shí)施例1
[0044]按照表1中對應(yīng)的實(shí)施例1數(shù)據(jù)稱取各熱穩(wěn)定劑組分，充分混合后，得到實(shí)施例1的復(fù)配熱穩(wěn)定劑；
[0045]取干燥處理后的PBT樹脂100公斤和實(shí)施例1的復(fù)配熱穩(wěn)定劑I公斤，高速充分混合5分鐘后，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；
[0046]稱取無堿玻璃纖維15公斤和鋁纖維15公斤，用2公斤Y - (2，3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行表面處理后，將它們從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在300rpm，溫度在250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即獲得實(shí)施例1的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料。
[0047]表1:實(shí)施例1-7的PBT塑料熱穩(wěn)定劑配方表單位:公斤
【權(quán)利要求】
1.一種汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，包括下述重量份的組分:PBT樹脂100份，玻璃纖維10-20份，金屬纖維10-20份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，所述PBT樹脂的相對密度為1.3-1.6g/cm3，熔體粘度為0.7-0.9。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，所述玻璃纖維為無堿玻璃纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，所述金屬纖維為鋁纖維、鎳?yán)w維或二者的復(fù)配物。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，包括下述重量份的組分=PBT樹脂100份，無堿玻璃纖維10-20份，鋁金屬纖維4-8份，鎳?yán)w維6_12份，偶聯(lián)劑2-10份，熱穩(wěn)定劑0.2-2份。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于，所述熱穩(wěn)定劑，由下述重量份的組分組成:二月桂酸二丁基錫10-30份、月桂酸鈣30-60份、亞磷酸三(壬基苯基)酯20-40份，I, 3- 二苯基-1，3-丙二酮5-15份。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷或異丁基二乙氧基硅烷。
8.如權(quán)利要求6所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷或異丁基二乙氧基硅烷。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的汽車內(nèi)飾件用耐高熱纖維增強(qiáng)PBT塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按配比稱取干燥處理后的PBT樹脂和熱穩(wěn)定劑，高速充分混合2-5分鐘后，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口； (2)按配比稱取玻璃纖維和金屬纖維，用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后，將它們從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在250-350rpm，溫度在200_250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。
【文檔編號】C08K5/526GK103834148SQ201410074760
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】陳斌, 張榮福, 印玲, 趙亞紅 申請人:上海瀚氏模具成型有限公司