一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料及其制备方法，属于改性塑料生产技术领域。本发明专利技术所述的PBT复合材料由以下组分按质量分配比而成：PBT 40～70份，复合增韧剂10-20份，阻燃剂6-15份，短切玻纤20-30份，松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂1～4份，润滑剂0-0.6份，抗氧剂0.1-0.5份。本发明专利技术所述的PBT复合材料不仅具有优良的缺口冲击韧性、较高的刚度、优良的耐热性能和高阻燃性能，还具有与铝表面优异的粘结性能以及耐高低温冲击冷热冲击性能，制备的LED铝塑结构件经冷热交替冲击500次循环周期后，不发生任何开裂和脱落情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料及其制备方法
本专利技术属于改性塑料
，具体涉及一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下简称PBT)是一种结晶型线形饱和聚酯树脂。PBT在工业中的一些应用实例显示出其在某些方面无可替代的优越性，现它已成为继聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)之后的第三大通用工程塑料，并在许多领域获得了广泛应用。近五年来，LED照明产业市场前景广阔，处于渗透率从15％到60％的高速发展阶段。LED灯在使用过程中约有70％的电能转化为热能，导致工作温度过高，进而导致芯片老化、光效能衰减和使用寿命缩短等问题。这些问题对用于LED的材料特别是基座和灯杯提出了散热性高的要求。在LED发展的早期阶段，基座和灯杯主要由压铸铝制造，存在成本高、生产效率低和电绝缘性差的问题。随着LED照明系统的快速发展，聚对苯二甲酸丁二酯复合材料以成本低、易加工制造等独特的优势，逐渐用于生产该系统的某些组件，主要包括灯头、灯杯、灯罩等，其中，灯杯材料占用量的绝大多数。但PBT等复合塑料存在导热能力差的缺陷。为解决这一问题，人们开发了铝塑复合结构的设计方案将塑料和铝两者的优势相结合，其中铝负责传热，而塑料发挥易成型加工和绝缘性好的优点。这种复合结构件替代传统铸铝制件已成为现阶段LED的主流趋势。然而，铝塑复合结构对应用的PBT材料提出了更高的要求，除了须传统增强增韧PBT复合材料所具有的高韧性和高强度等性质外，要求具有优异的耐高低温冲击冲击性能，也就是说，铝塑复合结构件在经历500个周期冷热交替循环后，不能出现开裂和剥落的现象。现有PBT改性技术多集中在高韧性、高强度和阻燃性能等方面，如采用玻纤、增韧剂、复配阻燃剂、抗静电剂等制备具有高抗冲、高阻燃、抗静电等功能性的PBT复合材料(CN201110138967.2，CN201210370680.7，CN201210372599.2)。然而，这些复合材料均未考虑与铝基材的粘结性，当这些复合材料用于制备铝塑结构件时，在冷热交替作用下很容易出现开裂和剥落等现象。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的首要目的在于设计提供一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料。本专利技术的复合材料通过在复合体系中引入含有胺基和羧基的松香胺类增粘剂以及多巴胺类仿生贻贝胶黏剂，同时选用具有环氧和酸酐等基团的增韧剂，通过增粘剂和增韧剂的基团反应实现PBT复合材料与铝基材表面的化学键连接，大大提高两者的结合力，克服了现有技术制备的复合材料用于铝塑复合结构件时与铝基材粘结力不够的问题，在高低温冲击下出现开裂、剥落等问题，制备了高性能PBT复合材料，促进了PBT材料在LED中的应用。本专利技术的另一目的在于提供上述用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料的制备方法。本专利技术的上述目的通过下述技术方案实现：一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料，由以下组分按质量分配比而成：PBT40～70份，复合增韧剂10-20份，阻燃剂6-15份，短切玻纤20-30份，松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂1～4份，润滑剂0-0.6份，抗氧剂0.1-0.5份。所述的复合增韧剂由马来酸酐接枝(乙烯-辛烯共聚物)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、衣康酸接枝(乙烯-辛烯共聚物)中的两种或三种；两种复合增韧剂的质量比例范围为1:5～5:1，三种复合增韧剂中每种增韧剂的质量分数范围为10～70。所述的阻燃剂为三氧化二锑和溴化聚苯乙烯的以质量配比为1:3的混合物。所述的短切玻纤为长度为4～30mm。所述的松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂为松香酸、松香胺或多巴胺中的至少一种。上述的用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：1)将PBT与复合增韧剂、阻燃剂、短切玻纤、松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂、润滑剂和抗氧剂混合；2)混合物经双螺杆挤出机熔融挤出得到复合材料。步骤1)中所述的混合采用高速混合机混合，搅拌转速400～800转/min，物料温度40-80℃。步骤2)中的挤出温度215-255℃，螺杆转速200-500转/min。本专利技术的用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料不仅具有优良的缺口冲击韧性、较高的刚度、优良的耐热性能和高阻燃性能，还具有与铝表面优异的粘结性能以及耐高低温冲击冷热冲击性能，以其制备的LED铝塑结构件经冷热交替冲击(-40℃-100℃各半小时)500次循环周期后，不发生任何开裂和脱落情况，可用于制作高性能LED灯用基座及外壳。本专利技术的优点在于：1)本专利技术所制备的PBT复合材料中采用具有酸酐、酸、环氧等活性基团的弹性体复合增韧剂，其中乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、马来酸酐接枝(乙烯-辛烯共聚物)和衣康酸接枝(乙烯-辛烯共聚物)等是典型的相容剂组分，这些增韧剂不仅与PBT相容性好，还能与铝基材表面形成强相互作用，此外，松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂中的胺基或羧基与相容剂中的环氧基团或酸酐基团发生反应，进一步促进PBT复合材料与铝基板的相互作用，特别是多巴胺类仿生贻贝胶黏剂，其胺基与增韧剂形成化学键，另一端与铝基板形成化学连接，从而大大提高PBT复合材料与铝基材的粘结力。2)本专利技术中所制备的PBT复合材料中采用玻纤，阻燃剂等来增强和提供阻燃性能，实现复合材料的高性能化。3)采用共混、挤出造粒的方案制备复合材料，工艺简便，易实现工业化生产。4)复合材料具有高韧性、高耐冷热冲击等特性，同时具有高流动性、易注塑加工等性质，大大拓宽了其应用范围。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。比较例1：将PBT、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，阻燃剂、短切玻纤、润滑剂和抗氧剂以质量分数比为54:15:10:20:0.5:0.5混合，在高速混合机中以500转/min，60℃下混合3min，混合料经双螺杆挤出机在240℃，螺杆转速为200转下熔融挤出、造粒。比较例2将将PBT、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、阻燃剂、短切玻纤、润滑剂和抗氧剂以质量分数比为54:15:10:20:0.5:0.5混合，在高速混合机中以500转/min，60℃下混合3min，混合料经双螺杆挤出机在215℃，螺杆转速为200转下熔融挤出、造粒。实施例1将PBT、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合(质量分数比例为1：1)、阻燃剂、短切玻纤、松香酸和抗氧剂以质量分数比为52:15:10:20:2.5:0.5混合，在高速混合机中以800转/min，40℃下混合3min，混合料经双螺杆挤出机在230℃，螺杆转速为400转/min下熔融挤出、造粒。实施例2将PBT、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料，其特征在于：由以下组分按质量分配比而成：PBT 40～70份，复合增韧剂10‑20份，阻燃剂6‑15份，短切玻纤20‑30份，松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂1～4份，润滑剂0‑0.6份，抗氧剂0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料，其特征在于：由以下组分按质量分配比而成：PBT40～70份，复合增韧剂10-20份，阻燃剂6-15份，短切玻纤20-30份，松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂1～4份，润滑剂0-0.6份，抗氧剂0.1-0.5份；所述的复合增韧剂由马来酸酐接枝(乙烯-辛烯共聚物)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、衣康酸接枝(乙烯-辛烯共聚物)中的两种或三种；所述的松香胺类增粘剂和多巴胺类仿生贻贝胶黏剂为松香胺或多巴胺中的至少一种。2.根据权利要求1所述的用于LED铝塑结构件的耐高低温冲击增强阻燃PBT复合材料，其特征在于：所述的复合增韧剂由马来酸酐接枝(乙烯-辛烯共聚物)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、衣康酸接枝(乙烯-辛烯共聚物)中的两种或三种；两种复合增韧剂的质量比例范围为1:5～5:1，三种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，杨晋涛，张世杰，黄林燕，施向阳，
申请(专利权)人：横店集团得邦工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33