一种用于nmt技术的聚酯工程塑料及其制备方法
【专利摘要】一种用于NMT技术的聚酯工程塑料及其制备方法。所述聚酯工程塑料按重量份数计，包括以下组分PBT 30?80份，PET 5?30份，玻璃纤维10?40份，玻璃粉5?30份，增韧剂2?25份。本发明所述的聚酯工程塑料解决了聚酯与金属间粘结力不足的问题，满足NMT加工需求；同时赋予材料良好的耐热性和韧性。
【专利说明】
一种用于NMT技术的聚酯工程塑料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种聚酯工程塑料及其制备方法，特别涉及一种用于NMT技术的聚酯 工程塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] NMT(Nano Molding Technology)技术是将金属与塑料以纳米技术结合的加工方 法，在此过程中，塑料熔体直接射出成型在经纳米处理的金属表面，使金属与塑料达到一体 成型的效果。该技术不但能够兼顾金属外观质感，也可以简化产品机构件设计，同时使产品 更为轻薄，广泛应用于手机、笔记本外壳等3C产品中。
[0003] 匪T技术一般常将金属经化学液（酸、碱)刻蚀，在表面形成连续的纳米孔洞（20-30nm)，再经T处理使胺类物质(水合肼、乙二胺、氨基甲酸酯等）留在纳米孔洞中。注塑时，树 脂熔体中的极性基团与金属表面纳米孔洞中的胺类物质发生化学反应，产生"锚定效果"， 从而使二者牢固结合在一起。
[0004] 当前NMT技术中所使用的金属材料多为铝、镁及其合金，树脂材料则以聚苯硫醚 (PPS)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为主。虽然PPS与金属结合力优异，但加工困难，难以 提供彩色，且耐候性差;PBT流动性好，易于加工成型，但与金属结合力有限，韧性较差。为了 使PBT材料满足NMT成型的要求，提高聚酯与金属间粘结力是解决问题的关键。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于NMT技术的聚酯工程塑料，解 决了聚酯与金属间粘结力不足的问题，满足NMT加工需求；同时赋予材料良好的耐热性和韧 性。
[0006] 为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种用于NMT技术的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-80 份 PET 5-30 份
[0008] 玻璃纤维 10-40份 玻璃粉 5-30份 增韧剂 2-25份。
[0009] PBT例如为40份、50份、60份、70份、78份等。
[0010] PET例如为7份、10份、15份、20份、25份等。
[0011] 玻璃纤维例如为20份、30份、38份等。
[0012]玻璃粉例如为7份、11份、15份、19份、25份等。
[0013 ]增韧剂例如为8份、10份、12份、20份等。
[0014]本发明所述的聚酯工程塑料中聚酯树脂包括主体聚酯PBT，还包括辅助聚酯PET。 加入PET可以降低材料的结晶速率和成型收缩率，当PET质量分数大于30份时，聚酯间酯交 换反应加剧，引起PBT分子链段断裂，造成材料性能下降，但是当小于5份时，所起作用不足。 因此，本发明选择加入5-30份PET。加入玻璃纤维可以显著降低材料的线膨胀系数，同时加 入玻璃粉以抑制材料的各向异性。
[0015]作为优选，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-60 份
[0016] PE丁 5-15 份 玻璃纤维 15-40份 玻璃粉 10-20份
[0017] 增韧剂 5-15份。
[0018] 为了提高PBT与金属间的粘结强度，现有技术通常采用玻璃纤维增强的办法，降低 聚酯的线膨胀系数，使增强后PBT线膨胀系数尽可能与金属接近，同时降低PBT的收缩率;但 玻璃纤维添加量太多易导致PBT各向异性，内应力变大，影响材料加工成型。
[0019] 本发明通过将玻璃纤维和玻璃粉复配使用，在降低PBT线膨胀系数的同时有效抑 制了材料的各向异性，减小内应力，使材料更易加工成型。本发明还使用PET树脂作为辅助 聚酯，用以降低PBT的结晶速率，延长树脂熔体在注塑成型过程中的熔融时间，有利于熔体 向金属表面纳米孔洞的充分渗透。
[0020] 作为优选，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，还包括以下组分：
[0021] 抗氧剂 0.05-1.5份
[0022] 润滑剂 0.05-3.0 份。
[0023] 抗氧剂例如为0 · 1份、0 · 3份、0 · 5份、0 · 7份、1 · 0份等。
[0024] 润滑剂例如为0 · 5份、1 · 0份、1 · 5份、2 · 0份、2 · 5份。
[0025] 优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分：
[0026] 抗氧剂 0· 1-1.0份
[0027] 润滑剂 0.H.0份。
[0028] 优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT .30-80 份 PET 5-30 份
[0029] 玻璃纤维 10-40份 玻璃粉 5-30:份 增韧剂 2-25份
[0030] 抗氧剂 0.05-1.5 份 润滑剂 0.05-3.0份。
[0031] 优选地，本发明所述的聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 3_ 份 PET 5-15 份 玻璃纤维 15-40份
[0032] 玻璃粉 10-20份 增韧剂 5-15份 抗氧剂 0.1-1.0# 润滑剂 0.1-1.0
[0033]优选地，本发明所述的聚酯工程塑料中，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的 短切玻璃纤维。
[0034] 优选地，所述玻璃纤维与玻璃粉的质量比为0.5-5:1，例如为0.8:1、1.2:1、1.8:1、 2.5:1、3:1、3.7:1、4.2:1、4.9:1 等，优选为 0.5-3:1，进一步优选为1:1。
[0035] 优选地，PBT与PET的重量份数之和为50-80份，例如为55份、65份、75份等。
[0036]优选地，玻璃纤维与玻璃粉的重量份数之和为20-40份，例如为25份、30份、35份 等。
[0037]当树脂含量之和大于80份或玻纤与玻璃粉含量之和小于20份时，材料的线膨胀系 数与金属相差较大，不利于二者粘结强度的提高；当树脂含量之和小于50份或玻纤与玻璃 粉含量之和大于40份时，材料加工困难。因此，本发明优选TOT与PET的重量份数之和为50-80份，玻璃纤维与玻璃粉的重量份数之和为20-40份。
[0038] 优选地，所述增韧剂为反应型聚烯烃类增韧剂，优选为聚烯烃-马来酸酐类共聚 物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物、聚烯烃-缩水甘油酯类共聚 物、聚烯烃-丙烯酸酯类-缩水甘油酯类三元共聚物中的一种或多种，进一步优选为乙烯-丙 烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。本发明所使用反应型聚烯烃类增韧剂，在改 善PBT韧性的同时提高材料的极性，促使聚酯熔体与金属表面胺类物质充分反应，实现聚酯 与金属间牢固结合。
[0039] 优选地，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，用以提高 材料的热氧化稳定性。
[0040] 优选地，所述润滑剂为硅酮类或硬脂酸酯类润滑剂中的一种或多种，改善材料流 动性，使材料更易加工成型。
[0041] 本发明的目的之一还在于提供一种本发明所述的用于NMT技术的聚酯工程塑料的 制备方法，包括以下步骤：
[0042] (1)将本发明所述各组分均匀混合；
[0043 ] (2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；
[0044] (3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于匪T技术 的聚酯工程塑料。
[0045] 作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(1)中混合使用高速混合机。
[0046 ] 优选地，所述混合的时间为2m i η以上，优选为5-10m i η。
[0047]作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤（2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进 行。
[0048] 优选地，熔融共混时的一区温度为180-190°C，二区温度为200-210°C，三区温度为 210-220°C，四区温度为220-230°C，五区温度为230-240°C，六区温度为240-250°C，七区温 度为240-250°C，八区温度为240-250°C，九区温度为240-250°C，机头温度为240-260°C。 [0049 ]优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
[0050] 本发明通过优化配方工艺使制得的用于匪T技术的聚酯工程塑料解决了聚酯与金 属间粘结力不足的问题，满足NMT加工需求;同时赋予材料良好的耐热性和韧性。
[0051] 本发明提供的用于NMT技术的聚酯工程塑料，其性能可以达到：粘结强度：> 24MPa，线膨胀系数:2-4 X 10_5 1/°C，收缩率:0.2-0.4%，冲击强度：> 190J/m。
【具体实施方式】
[0052]为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的 实施例如下：
[0053] 实施例1
[0054] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 50 汾 PET 10 ^ 玻璃纤维 20份
[0055] 玻璃粉 20份 增韧剂 12份 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0056]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0057]抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0058] 润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
[0059] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0060] 粘结强度:311〇^，线膨胀系数:2-3\1(^51/°(：，收缩率 :0.2-0.3%，冲击强度： 230J/m。
[0061 ] 实施例2
[0062] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 60 份 PET 10 份 玻璃纤维 15份
[0063] 玻璃粉 15份 增韧剂 8份 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0064]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0065]抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0066] 润滑剂为PETS。
[0067] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0068] 粘结强度：29MPa，线膨胀系数:2-3 X 10-5 1/°C，收缩率:0.3-0.4 %，冲击强度： 205J/m。
[0069] 实施例3
[0070] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 50 份 PET 10 份 玻璃纤维 30份
[0071] 玻璃粉 10份 增韧剂 12份 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0072]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0073]抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0074] 润滑剂为PETS。
[0075] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0076] 粘结强度：26MPa，线膨胀系数：2-3 X 10-5 1/°C，收缩率:0 · 2-0 · 3 %，冲击强度： 220J/m。
[0077] 实施例4
[0078] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 50份
[0079] PET 10 份 玻璃纤维 20份 玻璃粉 20份 增韧剂 8份
[0080] 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0081]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0082]抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0083] 润滑剂为PETS。
[0084] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0085] 粘结强度：261〇^，线膨胀系数:2-3\1(^51/°(：，收缩率 :0.2-0.3%，冲击强度： 195J/m〇
[0086] 实施例5
[0087] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 60 份 PET 5 汾 玻璃纤维 15份
[0088] 玻璃粉 15份 增韧剂 卜份 抗氧劍 0.3份 润滑剂 0.3份
[0089]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0090] 抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0091] 润滑剂为PETS。
[0092] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0093] 粘结强度：251〇^，线膨胀系数：2-3\10-51/°(：，收缩率 :0.3-0.4%，冲击强度： 245J/m。
[0094] 实施例6
[0095] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 75 份 PET 5 份 玻璃纤维 15份
[0096] 玻璃粉 10份 增韧剂 3份 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0097]增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，商品牌号为阿科 玛公司的AX8900，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为8 % ;
[0098]抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂168和1010,配比 为 1:1;
[0099] 润滑剂为PETS。
[0100] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0101] 粘结强度：241〇^1，线膨胀系数:3-4\10-51/°(：，收缩率 :0.3-0.4%，冲击强度： 195J/m〇
[0102] 对比例1
[0103] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 60 份 玻璃纤维 40份
[0104] 增韧剂 12份 抗氧剂 0.3份 润滑剂 0.3份
[0105] 所述增韧剂、抗氧剂和润滑剂与实例5-致。
[0106] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0107] 粘结强度：141〇^1，线膨胀系数:2-3\10- 51/°(：，收缩率:0.4-0.5%，冲击强度： 185J/m。
[0108] 对比例2
[0109] -种聚酯工程塑料，按重量份数计，包括以下组分： PBT 50 份 PE T 10 份 玻璃纤维 20份
[0110] 玻璃粉 20份 增韦刃剂 12份 抗氧剂 0.3汾 润滑剂 0.3份 Com]所述增韧剂为非反应型的热塑性弹性体乙烯一辛烯共聚物（Ρ0Ε)，商品牌号为 Engage 8180。
[0112] 所述抗氧剂、润滑剂与实例5-致。
[0113] 利用本发明的制备方法制备得到聚酯工程塑料。测试其性能数据结果如下：
[0114] 粘结强度：111〇^，线膨胀系数:2-3\1(^51/°(：，收缩率 :0.3-0.4%，冲击强度： 155J/m〇
[0115]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局 限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。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。
【主权项】
1. 一种用于NMT技术的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-80 份 PET 5-30 份 玻璃纤维 10-40份 玻璃粉 5-30份 增韧剂 2-25份。2. 根据权利要求1所述的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-60 份 PET 5-15 份 玻璃纤维 15-40份 玻璃粉 10-20份 增靭剂 5-15份。3. 根据权利要求1或2所述的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，还包括以下组 分： 抗氧剂 0.05-1.5份 润滑剂 0.05-3.0份。4. 根据权利要求1或2所述的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组 分： 抗氧剂 0.1-1.0份 润滑剂 0.1-1.0份。5. 根据权利要求1所述的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-80 份 PET 5-30 份 玻璃纤维 10-40份 玻璃粉 5-30份 增韧剂 2-25份 抗氧剂 0.05-1.5份 润滑剤 0,05-3,0份。6. 根据权利要求1所述的聚酯工程塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分： PBT 30-60 份 PET 5-15 份 玻璃纤维 15-40份 玻璃粉 10-20份 增韧剂 5-15份 抗氧剂 0.1-1.0份 润滑剂 0.1-1.0#〇7. 根据权利要求1-6任一项所述的聚酯工程塑料，其特征在于，所述玻璃纤维为经硅烷 偶联剂处理过的短切玻璃纤维； 优选地，所述玻璃纤维与玻璃粉的质量比为0.5-5:1，优选为0.5-3:1，进一步优选为1: 1; 优选地，PBT与PET的重量份数之和为50-80份； 优选地，玻璃纤维与玻璃粉的重量份数之和为20-40份。8. 根据权利要求1-7任一项所述的聚酯工程塑料，其特征在于，所述增韧剂为反应型聚 烯烃类增韧剂，优选为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物、聚烯烃-缩水甘油酯类共聚物、聚烯烃-丙烯酸酯类-缩水甘油酯类三元 共聚物中的一种或多种，进一步优选为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚 物； 优选地，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成； 优选地，所述润滑剂为硅酮类或硬脂酸酯类润滑剂中的一种或多种。9. 一种权利要求1-8任一项所述的用于NMT技术的聚酯工程塑料的制备方法，包括以下 步骤： (1) 将本发明所述各组分均匀混合； (2) 将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混； (3) 将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述用于NMT技术的聚 酯工程塑料。10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中混合使用高速混合机； 优选地，所述混合的时间为2min以上，优选为5-10min ; 优选地，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行； 优选地，熔融共混时的一区温度为180-190 °C，二区温度为200-210°C，三区温度为210-220°C，四区温度为220-230°C，五区温度为230-240°C，六区温度为240-250°C，七区温度为 240-250°C，八区温度为240-250°C，九区温度为240-250°C，机头温度为240-260°C ; 优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
【文档编号】C08K9/06GK106046715SQ201610569917
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】刘春艳, 曾显栋
【申请人】上海中镭新材料科技有限公司