一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料及其制备方法。本发明专利技术的超高强度PBT基类玻璃体复合材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯50~80份、改性钛酸钾晶须10~40份、多元环氧化合物5~10份、酯交换催化剂0.5~1份、抗氧化剂0.5份；其中改性钛酸钾晶须通过环对苯二甲酸丁二酯低聚物对钛酸钾晶须表面接枝改性获得。本发明专利技术的超高强度PBT基类玻璃体复合材料具有可再加工性能和优异的力学强度。异的力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种棒状无机填料填充的、含动态交联网络的超高强度PBT基类玻璃体复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）作为五大工程塑料之一，具有优异的力学强度、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等，广泛应用于食品包装、汽车工业、电子电器、航空航天等领域。然而PBT存在着一些不足，如若单独使用热变形温度低，机械性能不突出。由于存在大量酯键，不能长期经受热水和蒸汽的作用，制品易产生各向异性，而发生翘曲，缺口冲击强度不够理想等。因此，为了拓展PBT的高功能应用领域，必须要对PBT进行强韧平衡改性。目前，已有中国专利CN 104119649A、CN 116178912A、CN 116200013A和CN 115975354A等保护了玻璃纤维增强PBT；中国专利CN 115584108A、CN 115368714A和CN 114716715A等则保护了石墨烯微片、鳞片石墨和碳纳米管等增强PBT；中国专利CN115895228A、CN 114874596A和CN 114806126A等则利用其他类型工程塑料与PBT共混，获得强韧化的PBT基复合材料。但是这些专利都涉及功能填料或者第二相聚合物与PBT基体之间的相互作用关系，所获得复合材料强度和韧性仍能有限。
[0003]同时，近年来在聚酯基体中引入交联网络，已被证实能够进一步强韧化聚酯材料，提高其耐热性、力学性能和抗翘曲性能。比如，中国专利CN 116003973A、CN 115850925A和CN 115305596A利用PBT端基的活性，将其交联，获得耐热性好、高强度和耐蠕变的PBT基复合材料。但是，上述交联网络都是永久性的，不利于PBT的重塑加工和再回收，废旧产品只能通过焚烧、填埋或直接丢弃等手段处理，不符合当下绿色发展的时代需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一是提供一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料，要求该复合材料需有可再加工性能和优异的力学强度。
[0005]本专利技术的目的之二是提供一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料的制备方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料，包括以下重量份的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）50~80份改性钛酸钾晶须（pCBT
‑
PTW）10~40份多元环氧化合物5~10份酯交换催化剂0.5~1份抗氧化剂0.5份。
[0007]优选的，一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料，包括以下重量份的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）50~70份改性钛酸钾晶须（pCBT
‑
PTW）25~40份
多元环氧化合物5~10份酯交换催化剂0.5~1份抗氧化剂0.5份。
[0008]进一步的，改性钛酸钾晶须是高表面接枝PBT链段的钛酸钾晶须，包括以下重量份的原料组成：钛酸钾晶须（PTW）60~90份环对苯二甲酸丁二酯低聚物（CBT）10~40份开环催化剂0.02~0.08份。
[0009]首先，本专利技术所用的钛酸钾晶须无特殊要求，其直径0.2~0.6μm，长度10~20μm。
[0010]所用的环对苯二甲酸丁二酯低聚物（CBT）可以是环三(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环四(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环五(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环六(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)或者上述环对苯二甲酸丁二酯低聚物的混合物。
[0011]选用的开环催化剂是有机锡类化合物，包括四氯化锡、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二烷基锡二马来酸酯或者二硫醇烷基锡中的一种。
[0012]所用的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）无特殊要求，包括日本东丽1401
‑
X31/1494
‑
X02/5201
‑
X10/5201
‑
X11、日本宝理3105/3105A、中国台湾长春1100/4115和美国杜邦310SE0/325/SK922D等商品化PBT。
[0013]所用的多元环氧化合物包括双酚A二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇缩水甘油醚等。
[0014]所用的酯交换催化剂是有机锌类、有机钛类化合物，包括醋酸锌、异辛酸锌、新癸酸锌、三氟乙酸锌、四异丙氧基钛、乙酰丙酮钛、钛酸四乙酯、钛酸四丁酯和钛酸酯螯合物Tyzor
®
371等。
[0015]本专利技术所选用抗氧化剂以抗氧剂1010为主抗氧剂，抗氧剂168为辅抗氧剂，两者质量比为1：2。其中抗氧化剂在复合材料中的质量分数为0.5份。
[0016]本专利技术所涉及制备工艺包括：（1）将PTW粉末与CBT、开环催化剂充分烘干后，分别加入密炼机，转子转速30~120r/min，加工温度230~270℃，持续密炼20~40min，取出；用六氟异丙醇洗去未接枝到PTW表面的pCBT，即得改性钛酸钾晶须pCBT
‑
PTW；（2）利用密炼机制备PBT基类玻璃体复合材料，转子转速30~120r/min，后板温度、密炼温床温度、前板温度都设置为230~270℃；先将PBT和抗氧化剂加入熔融2~5min，再加入pCBT
‑
PTW密炼3~10min，最后将多元环氧化合物和酯交换催化剂加入共混3~10min；停机，取出前板和密炼温床，用铲刀铲取共混物，得到PBT基类玻璃体复合材料。
[0017]本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：（1）本专利技术所得pCBT
‑
PTW的表面pCBT接枝量高，可达15wt%；（2）本专利技术所得PBT基类玻璃体复合材料力学强度高，其中拉伸强度可达150MPa以上，弯曲模量可达1.7GPa以上，简支梁缺口冲击强度8KJ/m2以上；
（3）本专利技术所得PBT基类玻璃体复合材料具有可重复加工性能，五次重复热加工后，各向力学数据都能保持原来的90%以上。
附图说明
[0018]图1为实施例2所制备改性钛酸钾晶须（pCBT
‑
PTW
‑
2）的形貌；图2为实施例4所制备PBT基类玻璃体复合材料的液氮脆断面形貌。
具体实施方式
[0019]实施例1~3 钛酸钾晶须（PTW）表面原位接枝对苯二甲酸丁二酯低聚物（pCBT）
实施例1
[0020]钛酸钾晶须（PTW）为90份，环对苯二甲酸丁二酯低聚物（CBT）为10份，催化剂辛酸亚锡为0.02份。将充分烘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种超高强度PBT基类玻璃体复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯 50~80份、改性钛酸钾晶须10~40份、多元环氧化合物5~10份、酯交换催化剂0.5~1份、抗氧化剂0.5份；所述改性钛酸钾晶须包括钛酸钾晶须60~90份、环对苯二甲酸丁二酯低聚物10~40份、开环催化剂0.02~0.08份。2.根据权利要求1所述的超高强度PBT基类玻璃体复合材料，其特征在于，钛酸钾晶须的直径0.2~0.6μm，长度10~20μm。3.根据权利要求1所述的超高强度PBT基类玻璃体复合材料，其特征在于，环对苯二甲酸丁二酯低聚物是环三(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环四(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环五(1,4
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、环六(1,4
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对苯二甲酸丁二醇酯)或者上述环对苯二甲酸丁二酯低聚物的混合物中的任意一种。4.根据权利要求1所述的超高强度PBT基类玻璃体复合材料，其特征在于，开环催化剂是有机锡类化合物。5.根据权利要求1所述的超高强度PBT基类玻璃体复合材料，其特征在于，多元环氧化合物是双酚A二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂豪冠，姚鹏程，姚超，左士祥，业绪华，李霞章，王灿，王亮，
申请(专利权)人：江苏纳欧新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：