本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种PBT/PETG合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种低介电PBT/PETG合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
低介电纳米注塑复合材料在用在手机、平板、智能手表等电子产品，相比传统的玻璃纤维增强型的纳米注塑复合材料，低介电纳米注塑复合材料拥有更低的介电损耗，以及更高的电磁信号透过率，在电子电气和通讯器材等方面的发展具有重要意义。
目前，在低介电纳米注塑复合材料领域依然存在着一些亟待解决问题，特别是低介电常数和低介电损耗的问题。在这种低介电材料的研究领域：1.添加具有低介电常数的玻璃纤维来制备这种低介电常数的复合材料，但是不仅价格昂贵，而且产量少，无法满足市场需求；2.降低玻璃纤维添加量，此类产品的综合机械性能和耐温、以及耐化学性均打了很大的折扣。
CN104629274A公开了一种用于纳米注塑的聚酯复合材料，由以下重量百分比含量组分组成：37.5-81％的聚酯树脂，3-20％的聚烯烃，0.05-0.5％的抗氧剂，0.1-0.2％的脱模剂，10-40％的玻璃纤维，所述聚酯树脂包含PBT树脂，所述PBT树脂占所述用于纳米注塑的聚酯复合材料的重量百分比为30-70％，其产品虽然增强了树脂和金属的粘接强度，但是其并没有解决介电方面存在的问题。
因此，在本领域中，开发一种具有更低介电性能、综合性能优良的纳米注塑复合材料是本领域的研究重点。
技术实现要素：
针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种PBT/PETG合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用，特别是提供一种低介电PBT/PETG合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种PBT/PETG合金纳米注塑复合材料，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
在本发明中，PBT作为基材具有良好的优良的机械性能和耐热性能，其与PETG联合使用，协同作用，在所述用量配合下不仅能够保证材料的机械性能和耐热性能，而且可以使得材料具有较低的介电常数，兼具优异的韧性和耐化学性，玻璃纤维进一步增强材料的综合力学性能和耐化学性，抗氧剂延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，润滑剂改善材料的流动性，抗UV剂降低材料光降解、延缓老化，相容剂加强树脂和玻璃纤维的相容性，提高材料的韧性。在本发明所述材料组分的配合下使得PBT/PETG合金纳米注塑复合材料得到优良的综合性能。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述PBT的用量可以为30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述PETG的用量可以为30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
优选地，所述PBT树脂与PETG树脂的重量比为1:1。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述玻璃纤维的用量可以为35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述抗氧剂的用量可以为0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份、0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份或0.8重量份。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述润滑剂的用量可以为1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份或2重量份。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述抗UV剂的用量可以为0.3重量份、0.35重量份、0.38重量份、0.4重量份、0.43重量份、0.45重量份、0.48重量份或0.5重量份。
在本发明中，所述PBT/PETG合金纳米注塑复合材料中所述相容剂的用量可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
优选地，所述润滑剂为润滑剂TAF、润滑剂PETS或润滑剂EBS中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531和/或紫外线吸收剂VSU。
优选地，所述相容剂为所述相容剂为马来酸酐接枝POE(W1A)和/或马来酸酐接枝聚丙烯(KT-1)。
另一方面，本发明提供一种如上所述的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合均匀；
(2)利用挤出机将步骤(1)得到的混合物进行共混，挤出，得到熔融共混物，而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
在本发明中，所述挤出的温度为200-250℃，例如200℃、230℃、245℃、240℃、250℃、240℃、240℃或250℃。
优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。
优选地，所述双螺杆挤出机的主机转速为300-400rpm/min，例如300rpm/min、320rpm/min、340rpm/min、360rpm/min、380rpm/min或400rpm/min，喂料转速为10-30rpm/min，例如10rpm/min、13rpm/min、15rpm/min、18rpm/min、20rpm/min、23rpm/min、25rpm/min、28rpm/min或30rpm/min。
另一方面，本发明提供了如上所述的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料在制备低介电材料或电子电器产品制备中的应用。
本发明的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料具有低的介电常数，较低的介电损耗因子，具有优良的机械性能、耐化学性以及加工性，可以用于低介电材料或电子电器产品的制备。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐化学性以及加工性，并且具有较低的介电常数，较低的介电损耗因子，适合用于低介电材料或电子电器产品的制备。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
其中，抗氧剂为抗氧剂1010，润滑剂为润滑剂TAF，抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531，相容剂为马来酸酐接枝POE。
制备方法具体为：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合
(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的混合物进行共混，挤出，挤出的温度为220℃，所述双螺杆挤出机的主机转速为350rpm/min，喂料转速为20rpm/min，得到熔融共混物，而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
实施例2
在本实施例中，PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
其中，抗氧剂为抗氧剂168，润滑剂为润滑剂PETS，抗UV剂为紫外线吸收剂VSU，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
制备方法具体为：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合均匀；
(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的混合物进行共混，挤出，挤出的温度为200℃，所述双螺杆挤出机的主机转速为300rpm/min，喂料转速为30rpm/min，得到熔融共混物；而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
实施例3
在本实施例中，PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
其中，抗氧剂为抗氧剂1010，润滑剂为润滑剂TAF，抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
制备方法具体为：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合均匀；
(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的混合物进行共混，挤出，挤出的温度为250℃，所述双螺杆挤出机的主机转速为400rpm/min，喂料转速为10rpm/min，得到熔融共混物，而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
实施例4
在本实施例中，PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
其中，抗氧剂为抗氧剂168，润滑剂为润滑剂EBS，抗UV剂为紫外线吸收剂VSU，相容剂为马来酸酐接枝POE。
制备方法具体为：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合均匀；
(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的混合物进行共混，挤出，挤出的温度为250℃，所述双螺杆挤出机的主机转速为380rpm/min，喂料转速为25rpm/min，得到熔融共混物，而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
实施例5
在本实施例中，PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料包括以下重量份的组分：
其中，抗氧剂为抗氧剂1010，润滑剂为润滑剂TAF，抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531，相容剂为马来酸酐接枝POE。
制备方法具体为：
(1)将PBT树脂、PETG树脂以及抗氧剂、润滑剂、抗UV剂和相容剂混合均匀；
(2)利用双螺杆挤出机进行共混，挤出，挤出的温度为230℃，所述双螺杆挤出机的主机转速为400rpm/min，喂料转速为15rpm/min，得到熔融共混物，而后再加入玻璃纤维，剪切、啮合，得到PBT/PETG合金纳米注塑复合材料。
对比例1
与实施例1不同的是PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料不包括PETG树脂，PBT树脂的用量为80重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1不同的是PBT/PETG合金纳米注塑复合材料的制备原料不包括玻璃纤维，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1不同的是PETG树脂的用量为20重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1不同的是PETG树脂的用量为60重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
与实施例1不同的是PBT树脂的用量为20重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
与实施例1不同的是PBT树脂的用量为60重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例7
与实施例1不同的是玻璃纤维的用量为20重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例8
与实施例1不同的是玻璃纤维的用量为60重量份，其余原料用量以及制备方法均与实施例1相同。
对实施例1-5以及对比例1-8制备得到的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料进行力学性能测试、热学性能测试、介电性能测试以及金属结合力测试，测试结果如表1所示。
表1
从表1的数据可以看出，本发明所述的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐化学性以及加工性，并且具有较低的介电常数，较低的介电损耗因子。
本发明的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料在应用时可以保障优良的金属粘结力，并且经过后段CNC切削加工、喷砂、强酸、强碱、水洗、阳极氧化等多道严苛工序后，材料表面未出现被腐蚀或是严重变色的不良现象，适合用于低介电材料或电子电器产品的制备，具有广阔的应用前景。
本发明通过上述实施例来说明本发明的PBT/PETG合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。