一种汽车活塞安全键用PBT及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，按重量份数计原料组份包括：60‑70份的PBT树脂、3‑10份的低密度聚乙烯、25‑37份的短切玻纤、3‑8份的增韧相容剂、0.5‑0.8份的PETS润滑剂和0.1‑1.0份的抗氧剂；其中，PBT树脂由A组分PBT树脂和B组分PBT树脂复配而成，A组分PBT树脂的特性粘度为1±0.015dl/g，B组分的特性粘度为0.8±0.015dl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为47～60％。本发明专利技术汽车活塞安全键用PBT合金低温韧性、耐磨性能和电性能指标均符合汽车活塞安全键性能要求，生产成本较低，可部分替代PBT501使用。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车活塞安全键用PBT及其制备方法
本专利技术高分子材料PBT生产
，具体涉及一种汽车活塞安全键用PBT及其制备方法。
技术介绍
现代先进的发动机，其活塞设计相当复杂，已发展成为集轻质高强度新材料，具备多项新技术与一体的高技术含量产品，活塞是汽车成本和技术最为集中的部分，活塞作为汽车发动机的重要零件，对发动机的整体性能有着重要的影响。活塞的加工精度要求很高，特别是对材料的耐候性、耐磨性要求也更高。以前一般主要以优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等材料为主，而此种缺陷是工艺复杂，需要经过多次加工，成本很高。近年来，以美国杜邦的PBT501材料一直用于汽车活塞安全键，并处于行业垄断地位。PBT作为活塞安全键使用，除了需要满足耐磨性和加工精度外，还需要着重解决低温环境下材料变脆不能应用的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种组分间相容性良好的汽车活塞安全键用PBT。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，按重量份数计原料组份包括：60-70份的PBT树脂、3-10份的低密度聚乙烯、25-37份的短切玻纤、3-8份的增韧相容剂、0.5-0.8份的PETS润滑剂和0.1-1.0份的抗氧剂；其中，PBT树脂由A组分PBT树脂和B组分PBT树脂复配而成，A组分PBT树脂的特性粘度为1±0.015dl/g，B组分的特性粘度为0.8±0.015dl/gdl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为47～60％。进一步的，A组分PBT树脂的特性粘度为1.0dl/g，B组分PBT树脂的特性粘度0.8dl/g，复配的重量比是1:1。纯的低粘度PBT结晶收缩率大，尺寸稳定性较差，采用中粘度PBT和低粘度PBT复配，所得共混PBT材料具有较高的模量强度，尺寸稳定性得到改善。低密度聚乙烯与增韧相容剂的共同作用，可改善共混体系的加工性能和低温韧性。优选的技术方案为，低密度聚乙烯为平均分子量20000-35000道尔顿的支链型低密度聚乙烯。低密度聚乙烯在低温下具有良好的柔韧性，与进一步优选的窄分子量分布的低密度聚乙烯相比，分子量较高或者较低的低密度聚乙烯会使拉伸强度和挠曲弹性等力学性能有所下降。为了使低密度聚乙烯和PBT更好的相容，优选的技术方案为，所述增韧相容剂为选自聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE)、丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-G-AA)中的一种或者至少两种以上的组合。上述三种共聚物不仅作为增韧相容剂，还作为聚酯聚烯烃混合的相容剂，促使复合PBT与低密度聚乙烯相容结合，改善在低温状态下冲击强度低以及韧性差的问题。优选的聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物型号为EMA8900。优选的技术方案为，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂中受阻酚类抗氧剂的重量百分比为25-35％。两种抗氧剂组合使用，可提高材料的热稳定性和抗辐射性。优选的技术方案为，短切玻纤的直径为7-10μm，短切玻纤的长度为3-6mm。微观结构中上述型号的短切玻纤在PBT材料中纤维磨损和强度损失小，易于加工。优选的技术方案为，低密度聚乙烯为1F7B低密度聚乙烯或1C7A低密度聚乙烯。优选的技术方案为，增韧相容剂由聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物组合而成，其中聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物的重量百分比为90～95％。丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物OBC-G-AA与PBT直接共混的相容性较差，与低密度聚乙烯的相容性较好，与增韧相容剂聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物EMA同时加入PBT中，具有协同增韧的效果，组分相容性好，OBC-G-AA中辛烯的长侧链有助于降低材料的脆韧转变点，共混材料具有较高的冲击强度，OBC-G-AA含量过大而聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物含量减小，则会导致材料加工过程中相容性变差，影响共混合金的冲击强度。丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物的方法如CN102746468B中所述。优选的技术方案为，丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物由乙烯-辛烯嵌段共聚物、丙烯酸、过氧化二苯甲酰、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯熔融接枝得到，其中乙烯-辛烯嵌段共聚物的硬度为60-70，丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物的抗拉强度为不小于5Mpa。进一步优选的丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物可增强PBT的抗磨损性能，具体的可选型号为OBC陶氏INFUSE9500、9107、9000三种。本专利技术的另一目的还在于提供一种汽车活塞安全键用PBT的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按照上述的汽车活塞安全键用PBT组成配置原料；S2：将采用两步加料法将原料置于双螺杆挤出机中挤出，经冷却、干燥、切粒得到汽车活塞安全键用PBT颗粒；S2中短切玻纤通过双螺杆挤出机的侧向加料口进料，短切玻纤加入时双螺杆挤出机中熔融聚合物的温度为250～260℃。区别于CN105255149A中所述的270～320℃的共混高温，上述配方中玻纤的含量较小，共混温度过高会导致熔体粘度过低，摩擦力不够，螺杆与玻纤的接触几率增加，玻纤磨损加重。为了进一步降低玻纤磨损几率，优选的技术方案为，螺杆转速为300～400r/min，螺杆长径比为44：1。本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术汽车活塞安全键用PBT原料中同时采用低密度聚乙烯和增韧相容剂改性PBT，同时加入短切玻纤增强，所得PBT合金低温韧性、耐磨性能和电性能指标均符合汽车活塞安全键性能要求，生产成本较低，可部分替代PBT501使用。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1-3(简称S1-3，下同)实施例1的汽车活塞安全键用PBT原料组成按重量份数计见下表：实施例1实施例2实施例3PBT树脂(份)607065低密度聚乙烯(份)1035短切玻纤(份)253731增韧相容剂(份)385PETS润滑剂(份)0.80.50.65抗氧剂(份)0.110.6实施例1-3中PBT树脂由A组分PBT树脂和B组分PBT树脂复配而成，A组分PBT树脂的特性粘度为0.99dl/g，B组分PBT树脂的特性粘度为0.79dl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为47％。实施例4-6实施例4-6中树脂的原料组成重量份数同实施例3，区别在于：实施例4中A组分PBT树脂的特性粘度为1.01dl/g，B组分PBT树脂的特性粘度为0.81dl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为60％。实施例5中A组分PBT树脂的特性粘度为1dl/g，B组分PBT树脂的特性粘度为0.8dl/g，A组分PBT树脂和B组分PBT树脂的重量比是1:1。实施例1-5中采用的燕化的LD615，增韧相容剂采用PBT常用的乙烯–辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-GMA)。抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂中受阻酚类抗氧剂的重量百分比为25-35％。短切玻纤的直径为10μm，短本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，按重量份数计原料组份包括：60‑70份的PBT树脂、3‑10份的低密度聚乙烯、25‑37份的短切玻纤、3‑8份的增韧相容剂、0.5‑0.8份的PETS润滑剂和0.1‑1.0份的抗氧剂；其中，PBT树脂由A组分PBT树脂和B组分PBT树脂复配而成，A组分PBT树脂的特性粘度为1±0.015dl/g，B组分的特性粘度为0.8±0.015dl/gdl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为47～60％。

【技术特征摘要】
1.一种汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，按重量份数计原料组份包括：60-70份的PBT树脂、3-10份的低密度聚乙烯、25-37份的短切玻纤、3-8份的增韧相容剂、0.5-0.8份的PETS润滑剂和0.1-1.0份的抗氧剂；其中，PBT树脂由A组分PBT树脂和B组分PBT树脂复配而成，A组分PBT树脂的特性粘度为1±0.015dl/g，B组分的特性粘度为0.8±0.015dl/gdl/g，PBT树脂中A组分PBT树脂的重量百分比为47～60％。2.根据权利要求1所述的汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，低密度聚乙烯为平均分子量20000-35000道尔顿的支链型低密度聚乙烯。3.根据权利要求1或2所述的汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，所述增韧相容剂为选自聚烯烃-丙烯酸酯类-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物中的一种或者至少两种以上的组合。4.根据权利要求1或2所述的汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，抗氧剂中受阻酚类抗氧剂的重量百分比为25-35％。5.根据权利要求1所述的汽车活塞安全键用PBT，其特征在于，短切玻纤的直径为7-10μm，短切玻纤的长度为3-6mm。6.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峻雷，
申请(专利权)人：江阴市龙山合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32