连续长铝纤维增强pbt复合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续长铝纤维增强PBT复合物及其制备方法。该复合物包括以下重量百分含量的各组分：PBT50～70％，连续长铝纤维20～40％，相容剂5～10％，抗氧剂0.1～1％，润滑剂0.1～1％。将PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入双螺杆挤出机中塑化，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，浸润模头内温度280～330℃，挤出机温度260～280℃；将连续长铝纤维以20～100m/min牵引输入浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，即可。本发明的复合物制品内纤维平均长度较大，且长纤维在注塑制品内形成网络结构，使得力学性能及其它物理性能均优于短切纤维增强的复合材料。
【专利说明】连续长铝纤维增强PBT复合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝纤维增强PBT复合物，尤其是涉及一种连续长铝纤维增强PBT复合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前在国内外，PBT材料增强用的纤维有玻纤纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维等等。纤维增强PBT材料的增强方式分为两种:短切纤维增强和连续长纤增强。与传统的短切纤维增强粒料相比，长纤增强热塑性复合材料(LFRTP)具有更高的综合性能。连续长铝纤维增强PBT复合物可用于工业和民用的众多领域，包括汽车、器械、娱乐、食品加工、通讯、电子电气、电动工具、园艺等。在总用量中，汽车应用占80%，其一大趋势是在组合式部件(如前端组件和车门组件)中取代金属。
[0003]然而，在国内连续长铝纤维增强PBT材料还是一个比较前沿的研究领域，目前这方面的研究很少，主要原因是国内的一些公司没有解决PBT与铝纤维相容性的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于为了填补国内在连续长铝纤维增强PBT材料研究上的空白而提供一种连续长铝纤维增强PBT复合物及其制备方法。本发明的连续铝纤维增强PBT材料的突出特点为:长纤增强热塑性复合材料制品内纤维的平均长度较大，并且长纤维在注塑制品内可以形成一定的网络结构，使长纤增强热塑性复合材料制品的力学性能及其它物理性能均优于短切纤维增强的复合材料。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]本发明涉及一种连续长铝纤维增强PBT复合物，该复合物包括以下重量百分比含量的各组分:PBT50~70%，连续长铝纤维20~40%，相容剂5~10%，抗氧剂0.1~1%，润滑剂0.1~I %。
[0007]优选的，所述PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)，熔融指数为100~1500g/10min。
[0008]优选的，所述连续长铝纤维为表面经硅烷偶联剂处理的PBT专用无碱铝纤维。该铝纤维可以为湖南惠同新材料的铝纤维10-18L或铝纤维25-28L ;河北稳泰的铝纤维19L或30L。铝纤维经硅烷偶联剂处理，处理方法是:铝纤维在硅烷偶联剂浸润槽中浸泡及经过。
[0009]优选的，所述相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝Ρ0Ε。
[0010]优选的，所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂。该高分子量指的上重均分子量为 500 ~1000000。
[0011]优选的，所述润滑剂为TAF，改性乙撑双硬脂酰胺。
[0012]本发明还涉及一种前述的连续长铝纤维增强PBT复合物的制备方法，包括如下步骤:
[0013]第一步:将所述PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入双螺杆挤出机中塑化，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，所述高温熔体浸润模头内的温度为280~330°C，所述高温熔体浸润槽长度为2~6m，所述双螺杆挤出机的温度260~280°C ；
[0014]第二步:将所述连续长铝纤维以20~100m/min的速度牵引输入所述高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，即得所述连续长铝纤维增强PBT复合物。
[0015]与短切非连续铝纤维相比，本发明采用连续长铝纤维增强PBT复合物，由于连续长铝纤维在PBT中保留长度较长，使复合材料具有更高的机械强度和抗冲击强度。相容剂有效地提高了铝纤维和PBT界面间结合力，明显提高了复合材料的机械强度和抗冲击强度。抗氧剂为一种高分子量受阻酚类抗氧剂可提高组合物在加工过程的抗氧化性能和使用过程中的抗老化性能。润滑剂提高了 PBT的流动性，明显提高了 PBT对铝纤维的浸润效果，结果是明显提高了复合材料的机械强度和抗冲击强度。
[0016]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:本发明的连续长铝纤维增强PBT复合材料具有更高的机械强度和抗冲击强度，外观良好，低翘曲，可以广泛用于工业和民用的众多领域，包括汽车、器械、娱乐、食品加工、通讯、电子电气、电动工具、园艺等。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任伺形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0018]实施例1
[0019]本实施例的连续长铝纤维增强PBT复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；制备时，按表1所示的 重量配比称取原料，放入高混机中混合2~5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，具体步骤如下:
[0020]第一步:将PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂按比例加入到双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机塑化后，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，高温熔体浸润模头内的温度为280~330°C，高温熔体浸润槽长度为6m，双螺杆挤出机的温度260~280°C ；
[0021]第二步:将连续长铝纤维以100m/min的速度牵引输入高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，得到该连续长铝纤维增强PBT复合物。
[0022]其中，双螺杆挤出机以及高温熔体浸润槽等的工艺参数如表2所示。
[0023]实施例2
[0024]本实施例的连续长铝纤维增强PBT复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于:
[0025]第一步:高温熔体浸润槽长度为2m，
[0026]第二步:连续长招纤维的加入牵引速度为20m/min。
[0027]实施例3
[0028]本实施例的连续长铝纤维增强PBT复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于:
[0029]第一步:高温熔体浸润槽长度为4m，
[0030]第二步:连续长招纤维的加入牵引速度为60m/min。[0031]实施例4
[0032]本实施例的连续长铝纤维增强PBT复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于:
[0033]第一步:高温熔体浸润槽长度为3m，
[0034]第二步:连续长招纤维的加入牵引速度为70m/min。
[0035]对比例I~3
[0036]本对比例I~3的连续长铝纤维增强PBT复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例4。
[0037]表1中，PBT指的是熔融指数为500~800g/10min的PBT。需要说明的是，本发明的PBT不限于表1中的PBT，可以为熔融指数为100~1500g/10min的任意PBT ;本发明的连续长铝纤维不限于以上实施例中的经南京辰工有机硅的KH-560偶联处理后的惠同25-28L可以为任意表面经硅烷偶联剂处理的PBT专用无碱铝纤维，以PBT专用无碱铝纤维为例，其可以是湖南惠同新材料的铝纤维10-18L或铝纤维25-28L ;河北稳泰的铝纤维19L或30L ；本发明采用的相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝Ρ0Ε，型号为CMG9805 ;本发明采用的抗氧剂不限于以上实施例中的汽巴抗氧剂1076，其可以为任意重均分子量为500~1000000的高分子量受阻酚类抗氧剂，如汽巴的抗氧剂1010、168、1098等；本发明采用的润滑剂也不限于以上实施例中汽巴的改性乙撑双硬脂酰胺。
[0038]表1
[0039]
【权利要求】
1.一种连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述复合物包括以下重量百分比含量的各组分:PBT50~70%，连续长铝纤维20~40%，相容剂5~10%，抗氧剂0.1~I %，润滑剂0.1~I %。
2.根据权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述PBT为均聚PBT，熔融指数为 100 ~1500g/10min。
3.根据权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述连续长铝纤维为表面经硅烷偶联剂处理的PBT专用无碱铝纤维。
4.根据权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝POE。
5.根据权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物，其特征在于，所述润滑剂为TAF。
7.—种如权利要求1所述的连续长铝纤维增强PBT复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:将所述PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入双螺杆挤出机中塑化，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，所述高温熔体浸润模头内的温度为280~330°C，所述高温熔体浸润槽长度为2~6m，所述双螺杆挤出机的温度260~280°C ； 第二步:将所述连续长铝纤维以20~100m/min的速度牵引输入所述高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，即得所述连续长铝纤维增强PBT复合物。
【文档编号】C08L51/06GK103467931SQ201310342903
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】郭建鹏, 苏吉英, 杨涛, 孟成铭, 张强, 王尹杰 申请人:上海日之升新技术发展有限公司