弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料

弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种综合性能优良和用途很广的的结晶性聚合物，但由于脆性大、缺口冲击强度低和韧性不足，限制了它的应用范围，因而需对其进行增韧增强改性。目前PBT增韧增强改性主要有以下方法：弹性体对PBT增韧改性将弹性体于PBT及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高PBT的冲击强度，增韧效果较好；无机刚性粒子对PBT增韧增强改性将无机刚性粒子于PBT及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高PBT的强度、刚度，增强效果较好；弹性体与无机刚性粒子并用共混对PBT改性将弹性体与无机刚性粒子于PBT及添加剂混合后挤出、造粒对材料的强度和韧性都有较好的改性效果。然而，在上述现有技术中，单独使用弹性体在提高材料韧性的同时也会降低材料的刚性；而单独使用无机刚性粒子在提高材料刚性的同时又会降低材料的韧性；弹性体、无机刚性粒子共混会使得两种物质的作用相互影响，从而使得材料的力学性能得不到预期的效果。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种力学性能好、加工处理工艺简单的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 75%～90%、无机刚性粒子5%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、丁二醇1%～4%、相容剂2.5%～8%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的无机刚性粒子为粒径在10nm～20μm之间的碳酸钙、氧化钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土中的一种或几种的混合物。

所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。

所述的抗氧剂为多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。

上述的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将各组分按重量比例配料；

（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；

（3）将无机刚性粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；

（4）将干燥处理后的PBT、无机刚性粒子、相容剂和抗氧剂加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；

（5）将丁二醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；

（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速120～300转/分钟、温度170℃～230℃，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。

本发明的有益效果是，采用无机刚性粒子经二异氰酸酯与丁二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机刚性粒子表面包覆，形成弹性体-无机刚性粒子包覆结构，使得两者很好的有机结合起来，以发挥各自优点，对PBT起到很好的协同增强增韧效果，并具有加工性能好、成本低等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 80%、粒径在10nm～20μm之间的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、丁二醇3%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）5%、多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量比例配料；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；（3）将碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；（4）将干燥处理后的PBT、碳酸钙、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）和多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；（5）将丁二醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速120～300转/分钟、温度170℃～230℃，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。

实施例2：

一种弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 89%、粒径在10nm～20μm之间的滑石粉5%、二异氰酸酯1%、丁二醇2%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）2.5%、多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量比例配料；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；（3）将滑石粉在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；（4）将干燥处理后的PBT、滑石粉、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）和多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；（5）将丁二醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速120～300转/分钟、温度170℃～230℃，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。

实施例3：

一种弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 75%、粒径在10nm～20μm之间的高岭土12%、二异氰酸酯2%、丁二醇4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）6.5%、多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量比例配料；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，备用；（3）将高岭土在60℃～120℃下干燥1～2小时，备用；（4）将干燥处理后的PBT、高岭土、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）和多酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物加入混合机中高速混合搅拌3～15分钟；（5）将丁二醇加入混合机中低速搅拌3～15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟；（6）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速120～300转/分钟、温度170℃～230℃，通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒后即得本发明的弹性体包覆无机刚性粒子改性PBT材料。