一种PBT组合物及其制备方法与应用与流程

一种pbt组合物及其制备方法与应用
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种pbt组合物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)是由对苯二甲酸和丁二醇缩聚得到的高分子聚合物，pbt本身具有优良的物理化学性能，特别是优良的力学性能、耐热性、耐化学试剂、尺寸稳定性等特点，被广泛的应用于家电、电子电器、汽车、轨道交通等领域。
3.随着家电和电子电器行业的发展以及人们对环境保护的意识越来越强烈，传统的拼接工艺存在明显的不足，例如摩擦焊接工艺不仅焊缝粗糙而且噪音巨大；胶粘工艺不仅效率低下，还污染环境。近年来兴起的激光焊接工艺具有明显的优势。激光焊接采用一定波长的激光，激光焊接的焊接强度与目标焊接材料的透光率相关，一般来说，目标焊接材料的透光率越高，则焊接强度越高。但是pbt材料对激光的透光率低，限制了pbt材料在激光焊接中的应用。
4.为了解决上述问题，现在技术尝试采用加入一定比例的透明度更好的聚合物材料来提高pbt复合材料的透明度，但是这方法改变了材料成分组成，聚合物的加入也会有一些负面的影响，比如材料组分的相容性问题。现有技术还公开了通过加入结晶促进剂来提高聚酯材料的透光性，这种方法可以不用额外加入其它聚合物就可以提高pbt复合材料的透光性能，从而提高整个材料的透光性能，但是目前结晶促进剂多为金属无机盐类结晶促进剂，这些金属无机盐类结晶促进剂会让pbt材料的颜色变黄。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种pbt组合物，所述pbt组合物采用不加入其他聚合物的方式来提高pbt复合材料的透光性能，而且pbt组合物的颜色不变黄，具有较高的白度。
6.本发明的另一个目的在于提供所述pbt组合物的制备方法。
7.本发明的另一个目的在于提供所述pbt组合物的应用。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
9.一种pbt组合物，包括如下按重量份计算的组分：
10.11.所述硫酸钡的平均粒径≤4.5μm。
12.在本发明所述pbt组合物中，柠檬酸钠能起到结晶促进剂的作用，硫酸钡起到成核剂的作用并且能提高材料的白度。发明人发现，通过在pbt中同时添加柠檬酸钠和硫酸钡，细小的硫酸钡能起到成核剂的作用，提供成核点，成核机理是异相成核，柠檬酸钠能和pbt末端形成阴离子端基，促进pbt成核，两者结合pbt协同，pbt结晶速率更快，形成的晶体更小，使制备得到的pbt组合物的透光率提升。
13.优选地，本发明所述pbt组合物包括如下按重量份计算的组分：
[0014][0015]
优选地，所述硫酸钡的平均粒径在0.3～1.3μm。
[0016]
在本发明所述pbt组合物中，较低的pbt树脂的端羧基浓度有利于进一步提高所述pbt组合物的透光性。优选地，本发明所述pbt树脂的端羧基浓度≤5mol/t。优选地，所述pbt树脂的端羧基浓度为≤10mol/t。更优选地，所述pbt树脂的端羧基浓度为≤5mol/t。
[0017]
本发明所述pbt树脂的端羧基浓度依据化学滴定法测试得到。优选地，所述硫酸钡与柠檬酸钠的质量之比为(4～6)：1。
[0018]
本发明所述玻璃纤维为扁平玻纤。所述扁平玻纤的横截面长宽比≥3：1。
[0019]
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0020]
所述受阻酚类抗氧剂为n，n`-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺、四[1093,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或螺乙二醇双[β-(3-特丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]中的一种或几种。
[0021]
所述亚磷酸酯类抗氧剂为2，4-二叔丁基苯酚、双(2,6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇亚磷酸酯中的一种或几种。
[0022]
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0023]
所述受阻酚类抗氧剂为n，n`-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺、四[1093,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或螺乙二醇双[β-(3-特丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]中的一种或几种。
[0024]
所述亚磷酸酯类抗氧剂为2，4-二叔丁基苯酚、双(2,6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇亚磷酸酯中的一种或几种。所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0025]
所述润滑剂为酰胺类润滑剂、聚乙烯蜡类、氧化聚乙烯类润滑剂中的一种或几种。
[0026]
本发明还保护所述pbt组合物的制备方法，所述pbt组合物的制备方法包括如下步
骤：将各组分按照配比混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，得所述pbt组合物。
[0027]
优选地，所述pbt组合物的制备方法包括如下步骤：先配制柠檬酸钠溶液，将硫酸钡与柠檬酸钠溶液混合，得到混合溶液；将所述混合溶液与其它各组分按照配比混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，得所述pbt组合物。进一步地，所述柠檬酸钠溶液中柠檬酸钠的质量百分数为1～10％，优选为5％。
[0028]
本发明还保护一种pbt制品，所述本发明由上述pbt组合物制备而成。
[0029]
本发明还保护所述pbt组合物的应用。具体为，所述pbt组合物在制备用于激光焊接用塑料制品中的应用。所述激光焊接的激光波长为920-1060nm，进一步为940nm。由于本发明所述pbt组合物对所述激光焊接的激光波长具有较高的透光性，当应用在激光焊接用塑料制品中，能够有效提高塑料制品的焊接强度。所述激光焊接用塑料制品包括但不限于电磁阀壳体、联通阀壳体、传感器壳体、诊断器壳体。
[0030]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0031]
本发明所述pbt组合物通过在pbt中同时添加适量的柠檬酸钠和硫酸钡，提高pbt组合物的透光性，而且pbt组合物的具有较高的白度。
具体实施方式
[0032]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。实施例及对比例中的原料均可通过市售得到或可通过已知方法制备得到。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“重量份”、“质量％”。
[0033]
以下实施例和对比例中所用的原料的厂家和牌号如下：
[0034]
1、pbt树脂：
[0035]
pbt树脂1：端羧基浓度为19mol/t，牌号gx 121，仪征化纤；
[0036]
pbt树脂2：端羧基浓度为5mol/t，牌号gx 121j，仪征化纤；
[0037]
2、玻璃纤维：扁平玻纤，横截面长宽比为3:1，玻纤tfg-3.0-t436，泰山玻璃纤维有限公司；
[0038]
3、硫酸钡
[0039]
硫酸钡1：平均粒径为1.3μm，超细硫酸钡8000目，上海振江化工有限公司；
[0040]
硫酸钡2：平均粒径为4.5μm，ah-3000，辽宁艾海滑石有限公司；
[0041]
硫酸钡3：平均粒径为10μm，ah-1250，辽宁艾海滑石有限公司；
[0042]
硫酸钡4：平均粒径为0.3μm，er-185，云帆化工科技；
[0043]
4、柠檬酸钠：化学纯，市售，各实施例和对比例所使用的柠檬酸钠的来源相同；
[0044]
5、润滑剂：氧化聚乙烯蜡，市售，各实施例和对比例所使用的润滑剂的来源相同；
[0045]
6、抗氧剂：抗氧剂y-001和抗氧剂y-002，比例2：1，市售，各实施例和对比例所使用的抗氧剂的来源相同。
[0046]
实施例及对比例
[0047]
实施例及对比例的pbt组合物中各组分的含量(按重量份计算)如表1～3所示。
[0048]
其制备方法包括以下步骤：先配制质量百分数为5％的柠檬酸钠溶液，将硫酸钡与柠檬酸钠溶液混合，得到混合溶液；将所述混合溶液与其它各组分按照配比混合均匀，加入
双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，得所述pbt组合物。其中，所述双螺杆挤出机温度为200-240℃。
[0049]
表1
[0050]
组分实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5pbt树脂168.568.568.55278.6玻璃纤维3030304020硫酸钡123151柠檬酸钠0.50.50.510.2润滑剂11120.2抗氧剂0.50.50.51.20.2
[0051]
表2
[0052]
组分实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10pbt树脂1 68.554.57068.5pbt树脂268.5
ꢀꢀꢀꢀ
玻璃纤维3030302530硫酸钡12 32 硫酸钡2 2
ꢀꢀꢀ
硫酸钡4
ꢀꢀꢀꢀ
2柠檬酸钠0.50.50.30.50.5润滑剂11111抗氧剂0.50.50.50.50.5
[0053]
表3
[0054][0055][0056]
性能测试
[0057]
将上述实施例及对比例制备得到的pbt组合物，分别注塑iso力学样条和色板。根据相关标准进行测试材料的相关性能，具体如下：
[0058]
1、焊接强度：分别制备吸光样条和透光样条。其中，吸光样条为上述实施例及对比例配方中加入0.3％的炭黑制得。透光样条由上述实施例及对比例配方制得。
[0059]
两个样条尺寸均为120mm*10mm*1.6mm，焊接时两根样条搭接，使用夹具压紧，激光从透光样条透过到达透光与吸光样条界面处，熔融塑料，焊线宽度为2mm，每组焊接测试5根样条，焊接后常温下静置24小时，采用万能测试机进行拉伸测试，得到拉脱力数据。
[0060]
2、940nm透光率：注塑为厚度为2mm的色板，用激光透过率测试机器测试色板的透过率，激光波长为940nm。其中，透过率越大，透光性能越好，越有利于激光焊接。
[0061]
3、l值：用x-rite7000a色差仪测量色板的l值，l值越大表示白度越白。
[0062]
各实施例和对比例的测试结果如表4所示。
[0063]
表4实施例和对比例的性能测试结果
[0064][0065][0066]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。