一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，60～96份；改性納米填料母粒，3～10份；熱穩(wěn)定劑DSTP，0.1～1.0份；抗氧劑1010，0.1～1.0份；抗氧劑168，0.1～0.5份。本發(fā)明還提供了一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，采用該方法制得的產(chǎn)品材料流動(dòng)性好，收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，減輕外觀缺陷虎皮紋的優(yōu)點(diǎn)，并且工藝簡(jiǎn)單、成本低。
【專利說(shuō)明】一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制 備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高分子材料，特別涉及一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 復(fù)合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 塑料作為一種新型人造材料，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)和人民生活中。隨 著高分子材料及復(fù)合材料工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程的加快，各工業(yè)部門(mén)不斷提出更高的要求，如較 高的拉伸強(qiáng)度、模量、導(dǎo)熱系數(shù)、熱畸變溫度及較低的熱膨脹性和成本等，純樹(shù)脂顯得力不 從心。在純樹(shù)脂中添加各類非金屬和金屬粉體填料，可以提升塑料樹(shù)脂的各類性能，使其達(dá) 到所需要的技術(shù)指標(biāo)和高性價(jià)比。可用作塑料填料的材料有很多，常用的材料有CaC0 3、改 性蒙脫土、白炭黑、鈦白粉、粉煤灰、高嶺土、云母粉、硅灰石粉、石墨、赤泥、硅藻土、玻璃微 珠、水鎂石、重晶石、石棉等。
[0003] 填料添加在塑料中所起的作用主要包括以下3個(gè)方面：
[0004] 1)降低成本。由于石油資源的緊缺，導(dǎo)致樹(shù)脂和石化原料價(jià)格上漲，礦物粉體售價(jià) 低于合成樹(shù)脂10?15倍，適量填充可使塑料成本有所降低。
[0005] 2)補(bǔ)強(qiáng)作用，某些填料作為補(bǔ)強(qiáng)劑可提高塑料制品的硬度、彈性模量、尺寸穩(wěn)定性 和熱穩(wěn)定性等物理機(jī)械性能。例如，加入改性蒙脫土可提高低壓聚乙烯的彎曲彈性模量。
[0006] 3)功能作用，添加大多數(shù)填料后塑料產(chǎn)品具有原先不曾有的特殊功能，如：光降 解性能、滲透性、耐水性、耐候性、防火阻燃性、耐油性、電磁功能等。例如，添加石墨可增加 塑料的導(dǎo)電性、耐磨性。
[0007] 但填料的多加也會(huì)帶來(lái)不利的影響，比如材料的密度增加、沖擊性能下降等。
[0008] 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene terephthalate，PBT)是最堅(jiān)韌的工程塑 料之一，它是半結(jié)晶材料，有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。在 PBT中復(fù)合納米填料有助于改善其各方面性能。
[0009] 基于以上所述，一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)將很有 必要性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二 醇酯復(fù)合材料及其制備方法，該方法將納米材料在聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯材料中很好的分 散和接觸，納米材料的優(yōu)勢(shì)得到很好的發(fā)揮，該聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料不僅具有 普通填料帶來(lái)的硬度和模量高以及收縮率低等優(yōu)點(diǎn)，而且克服了沖擊強(qiáng)度下降、密度增加 的缺點(diǎn)，得到一種高模量、低收縮的低填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，大大拓寬了聚 對(duì)苯二甲酸丁二醇酯材料的應(yīng)用范圍。
[0011] 一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括，
[0012] 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，60?96份；
[0013] 改性納米填料母粒，3?10份；
[0014] 熱穩(wěn)定劑DSTP，0. 1?1. 0份；
[0015] 抗氧劑 1010,0· 1 ?1. 0 份；
[0016] 抗氧劑 168,0· 1 ?0· 5 份。
[0017] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，按重量分 數(shù)計(jì)，其還包括0?25份增韌劑。
[0018] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，所述增韌 劑為Ρ0Ε或EPDM橡膠彈性體。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，所述聚對(duì) 苯二甲酸丁二醇酯的熔體流動(dòng)速率為5?50g/10min。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，所述改性 納米填料母粒包括硅酸鹽，而所述的硅酸鹽具有層狀結(jié)構(gòu)。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，所述硅酸 鹽為蒙脫土、水輝石、海泡石、云母、滑石、綠土、高嶺土、石墨、金屬氧化物、金屬二硫化物中 的任一種。
[0022] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其中，所述改性 納米填料母粒熔體流動(dòng)速率為80g/10min。
[0023] -種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，
[0024] 1)制備改性納米填料母粒：在溶液中，將溶脹后的有機(jī)納米填料與聚對(duì)苯二甲酸 丁二醇酯熔融制得聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物；
[0025] 2)稱取原料：按重量配比稱取聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、改性納米填料母粒、增韌 齊U、熱穩(wěn)定劑DSTP、抗氧劑1010及抗氧劑168 ;
[0026] 3)混合：將步驟2)所稱取原料在高速混合器中干混3?5分鐘；
[0027] 4)擠出，造粒：將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出、造粒，其工藝為：一區(qū) 185 ?195°C，二區(qū) 203 ?213°C，三區(qū) 202 ?212°C，四區(qū) 207 ?215°C，五區(qū) 210 ?216°C， 六區(qū)212?217°C，七區(qū)215?225°C，八區(qū)215?225°C，九區(qū)215?225°C，十區(qū)215? 225 ;停留時(shí)間為1?2分鐘，壓力為13?17MPa。
[0028] 優(yōu)選的是，所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其 中，制備所述改性納米填料母粒通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0029] 1)采用十八烷基銨鹽有機(jī)化的納米填料與馬來(lái)酸酐和少量輔助溶脹劑進(jìn)行溶 脹；
[0030] 2)溶脹后的有機(jī)納米填料再與粉狀的高流動(dòng)性聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和適量引 發(fā)劑在混煉機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，使得納米填料與接枝聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯充分分散和接 觸，得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物，即為改性納米填料母粒。
[0031] 本發(fā)明提供的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料有益效果：材料流動(dòng) 性好，收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，減輕外觀缺陷虎皮紋的優(yōu)點(diǎn)，并且工藝簡(jiǎn)單、成本低。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù) 以實(shí)施。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料及其制備方法，包括以下步 驟，
[0035] 1)制備改性納米填料母粒：采用十八烷基銨鹽有機(jī)化的納米填料與馬來(lái)酸酐和 少量輔助溶脹劑進(jìn)行溶脹；溶脹后的有機(jī)納米填料再與粉狀的高流動(dòng)性聚對(duì)苯二甲酸丁二 醇酯和適量引發(fā)劑在混煉機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，使得納米填料與接枝聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 充分分散和接觸，得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物，即為改性納米 填料母粒。；
[0036] 2)稱取原料：按重量配比稱取聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，85份；改性納米填料母 粒，10份；熱穩(wěn)定劑DSTP，1. 0份；抗氧劑1010,1. 0份；抗氧劑168,0. 5份。所述聚對(duì)苯二 甲酸丁二醇酯的熔體流動(dòng)速率為5g/10min。所述改性納米填料母粒包括硅酸鹽，而所述 的硅酸鹽具有層狀結(jié)構(gòu)。所述硅酸鹽為蒙脫土。所述改性納米填料母粒熔體流動(dòng)速率為 80g/10min ；
[0037] 3)混合：將步驟2)所稱取原料在高速混合器中干混3分鐘；
[0038] 4)擠出，造粒：將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出、造粒，其工藝為：一區(qū) 185 ?195°C，二區(qū) 203 ?213°C，三區(qū) 202 ?212°C，四區(qū) 207 ?215°C，五區(qū) 210 ?216°C， 六區(qū)212?217°C，七區(qū)215?225°C，八區(qū)215?225°C，九區(qū)215?225°C，十區(qū)215? 225 ;停留時(shí)間為1?2分鐘，壓力為13?17MPa。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 1)制備改性納米填料母粒：采用十八烷基銨鹽有機(jī)化的納米填料與馬來(lái)酸酐和 少量輔助溶脹劑進(jìn)行溶脹；溶脹后的有機(jī)納米填料再與粉狀的高流動(dòng)性聚對(duì)苯二甲酸丁二 醇酯和適量引發(fā)劑在混煉機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，使得納米填料與接枝聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 充分分散和接觸，得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物，即為改性納米 填料母粒。；
[0041] 2)稱取原料：按重量配比稱取聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，60份；改性納米填料母粒， 10份；熱穩(wěn)定劑DSTP，1. 0份；抗氧劑1010,1. 0份；抗氧劑168,0. 5份，25份增韌劑。所述 增韌劑為Ρ0Ε。所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的熔體流動(dòng)速率為50g/10min。所述改性納米 填料母粒包括硅酸鹽，而所述的硅酸鹽具有層狀結(jié)構(gòu)。所述硅酸鹽為高嶺土。所述改性納 米填料母粒熔體流動(dòng)速率為80g/10min ;
[0042] 3)混合：將步驟2)所稱取原料在高速混合器中干混5分鐘；
[0043] 4)擠出，造粒：將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出、造粒，其工藝為：一區(qū) 185 ?195°C，二區(qū) 203 ?213°C，三區(qū) 202 ?212°C，四區(qū) 207 ?215°C，五區(qū) 210 ?216°C， 六區(qū)212?217°C，七區(qū)215?225°C，八區(qū)215?225°C，九區(qū)215?225°C，十區(qū)215? 225 ;停留時(shí)間為1?2分鐘，壓力為13?17MPa。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 1)制備改性納米填料母粒：采用十八烷基銨鹽有機(jī)化的納米填料與馬來(lái)酸酐和 少量輔助溶脹劑進(jìn)行溶脹；溶脹后的有機(jī)納米填料再與粉狀的高流動(dòng)性聚對(duì)苯二甲酸丁二 醇酯和適量引發(fā)劑在混煉機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，使得納米填料與接枝聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 充分分散和接觸，得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物，即為改性納米 填料母粒。；
[0046] 2)稱取原料：按重量配比稱取聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，96份；改性納米填料母粒， 3份；熱穩(wěn)定劑DSTP，0. 1份；抗氧劑1010,0. 1份；抗氧劑168,0. 1份，5份增韌齊[J。所述增 韌劑為EPDM橡膠彈性體。所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的熔體流動(dòng)速率為10g/10min。所述 改性納米填料母粒包括硅酸鹽，而所述的硅酸鹽具有層狀結(jié)構(gòu)。所述硅酸鹽為云母中的任 一種。所述改性納米填料母粒熔體流動(dòng)速率為80g/10min ;
[0047] 3)混合：將步驟2)所稱取原料在高速混合器中干混3?5分鐘；
[0048] 4)擠出，造粒：將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出、造粒，其工藝為：一區(qū) 185 ?195°C，二區(qū) 203 ?213°C，三區(qū) 202 ?212°C，四區(qū) 207 ?215°C，五區(qū) 210 ?216°C， 六區(qū)212?217°C，七區(qū)215?225°C，八區(qū)215?225°C，九區(qū)215?225°C，十區(qū)215? 225 ;停留時(shí)間為1?2分鐘，壓力為13?17MPa。
[0049] 盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列 運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1. 一種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，包 括， 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，60?96份； 改性納米填料母粒，3?10份； 熱穩(wěn)定劑DSTP，0. 1?1.0份； 抗氧劑1010,0. 1?1.0份； 抗氧劑168, (λ 1?(λ 5份。
2. 如權(quán)利要求1所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，其還包括〇?25份增韌劑。
3. 如權(quán)利要求2所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述增韌劑為ΡΟΕ或EPDM橡膠彈性體。
4. 如權(quán)利要求1所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的熔體流動(dòng)速率為5?50g/10min。
5. 如權(quán)利要求1所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述改性納米填料母粒包括硅酸鹽，而所述的硅酸鹽具有層狀結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述硅酸鹽為蒙脫土、水輝石、海泡石、云母、滑石、綠土、高嶺土、石墨、金屬氧化物、金屬二 硫化物中的任一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述改性納米填料母粒熔體流動(dòng)速率為80g/10min。
8. -種納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟， 1) 制備改性納米填料母粒：在溶液中，將溶脹后的有機(jī)納米填料與聚對(duì)苯二甲酸丁二 醇酯熔融制得聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物； 2) 稱取原料：按重量配比稱取聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、改性納米填料母粒、增韌劑、熱 穩(wěn)定劑DSTP、抗氧劑1010及抗氧劑168 ; 3) 混合：將步驟2)所稱取原料在高速混合器中干混3?5分鐘； 4) 擠出，造粒：將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出、造粒，其工藝為：一區(qū)185? 195°C，二區(qū) 203 ?213°C，三區(qū) 202 ?212°C，四區(qū) 207 ?215°C，五區(qū) 210 ?216°C，六區(qū) 212 ?217°C，七區(qū) 215 ?225°C，八區(qū) 215 ?225°C，九區(qū) 215 ?225°C，十區(qū) 215 ?225 ;停 留時(shí)間為1?2分鐘，壓力為13?17MPa。
9. 如權(quán)利要求8所述的納米材料填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于，制備所述改性納米填料母粒通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)： 1) 采用十八烷基銨鹽有機(jī)化的納米填料與馬來(lái)酸酐和少量輔助溶脹劑進(jìn)行溶脹； 2) 溶脹后的有機(jī)納米填料再與粉狀的高流動(dòng)性聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和適量引發(fā)劑 在混煉機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，使得納米填料與接枝聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯充分分散和接觸， 得到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/納米填料接枝插層共混物，即為改性納米填料母粒。
【文檔編號(hào)】C08J3/22GK104194285SQ201410395192
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】陸春華, 陸培芳 申請(qǐng)人:蘇州卓越工程塑料有限公司