耐冷媒耐高温的PBT复合材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及有耐冷媒耐高温性能的PBT复合材料及制备方法和应用，每100重量份PBT中与2～6重量份疏水性纳米蒙脱土进行熔融插层反应得到中间体；按质量百分比将59.4%～69.4%的中间体、0.3%的抗氧剂、0.3%的端羧基封端剂和30%～40%无碱玻璃纤维混合均匀，混合物通过双螺杆挤出机共混、反应并挤出造粒得到所述的PBT复合材料，各段反应温度为220～260℃，螺杆转速300～400转/分钟，本发明专利技术在剪切过程不会产生大量的游离端羧基，可以满足空调压缩机的马达线圈骨架的各种性能要求，具有优秀的耐冷媒、耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及有耐冷媒耐高温性能的PBT复合材料及制备方法和应用，每100重量份PBT中与2～6重量份疏水性纳米蒙脱土进行熔融插层反应得到中间体；按质量百分比将59.4%～69.4%的中间体、0.3%的抗氧剂、0.3%的端羧基封端剂和30%～40%无碱玻璃纤维混合均匀，混合物通过双螺杆挤出机共混、反应并挤出造粒得到所述的PBT复合材料，各段反应温度为220～260℃，螺杆转速300～400转/分钟，本专利技术在剪切过程不会产生大量的游离端羧基，可以满足空调压缩机的马达线圈骨架的各种性能要求，具有优秀的耐冷媒、耐高温性能。【专利说明】耐冷媒耐高温的PBT复合材料及制备方法和应用本专利技术涉及PBT复合材料及制备方法和应用，具体涉及具有耐冷媒耐高温性能的PBT复合材料及制备方法和应用。空调与我们的日常生活息息相关，今天我们国内空调的拥有量起码也在10亿台以上，而且每年有千万台以上的空调需要更新换代，同时国内(含独资、合资企业)的每年生产量都在8000万台以上，我们知道每一台空调需要一台压缩机马达，压缩机马达的作用是:循环冷媒(氟利昂，二氟二氯甲烷)、油促使热交换。压缩机的马达中有马达线圈，线圈中有线圈骨架，骨架是由树脂绝缘体材料注塑而成的。国内外公认的应用在压缩机马达树脂绝缘体材料必须满足:1)绝缘体材料的一部分为不溶于冷媒、油(耐冷媒、油性);2)冲磁时，骨架的薄壁部位不断裂(充磁强度);3)充分地填充到骨架的薄壁部位(材料的薄壁流动性)。随着空调技术向节能环保方向发展，压缩机马达的电流制式由交流(AC)制式向直流变频(DC)制式转变，线圈的卷线方式由分布卷向集中卷转变，制式的转变极大地提高了压缩机马达的有效功率，降低了能耗，同时体现在压缩机马达线圈在充磁时产生的充磁强度比交流制式降低了 30%以上，那么过去一直沿用的树脂绝缘体材料是玻纤增强30%LCP(液晶高分子)、玻纤增强30%PPS (聚苯硫醚)，大家知道LCP、PPS材料属于特种工程塑料，单价非常昂贵，从目前来看，由于压缩机马达制式的转变，若再使用LCP、PPS材料就显得性能过剩了，同时我们国家从2010年开始强制实施或引进空调直流变频制式或技术，淘汰原有的交流制式。当前国外跨国公司针对压缩机马达制式的转变，竞相开发了性价比优异的耐冷媒耐高温增强PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)复合材料用于马达线圈骨架的绝缘体材料，而国内目前尚未有专门用于空调压缩机马达线圈骨架的耐冷媒耐高温增强PBT复合材料的文献报道。如国内专利申请CN103013068A公开了一种具耐冷媒析出特性的玻纤增强PBT树脂组合物，但只限定应用在冰箱、空调压缩机的消音器制件上，还不具备应用在空调压缩机的马达线圈骨架上，原因在于此申请材料还不能满足马达线圈骨架在高温受热条件下所需的黄变老化性能；然而，常规增强PBT在受热状态下会有大量的低分子或气体小分子析出或挥发，很容易溶解在冷媒(氟利昂，二氟二氯甲烷)中，会引起压缩机的制冷管堵塞，导致压缩机制冷效果失灵。目前市面上只有三款进口材料满足空调压缩机马达线圈骨架的绝缘体材料的性能要求，分别是日本宝理的330LC、日本东丽的1101G-30、美国杜邦的SK605，国内品牌几乎是空白，严重依赖进口。如东丽纤维研究所(中国)有限公司公开的申请文件，公布号CN101768336A，公开了一种聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料及其生产方法，该申请对于聚酯和层状硅酸盐的熔融插层法进行了改进。其中的层状硅酸盐就是纳米蒙脱土的主要成分，由两层Si—O四面体和一层Al-O八面体组成的层状硅酸盐晶体，层内含有阳离子主要是钠离子，镁离子，钙离子，其次有钾离子，锂离子等。纳米蒙脱土通过有机改性后将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。可以广泛应用于高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。聚酯和蒙脱土的复合一般通过插层来实现，插层复合法分为聚合插层法和熔融插层法，聚合插层法是先将聚酯单体分散，插层进入蒙脱土的片层之间，然后原位聚合，利用聚合时放出的大量热量，克服硅酸盐片层之间的库伦力，从而使其复合。熔融插层法则是通过聚酯和层状硅酸盐材料在反应型双螺杆挤出机中共混复合，在强剪切力的作用下，使聚合物分子链插入到蒙脱土片层之间，从而得到聚酯/蒙脱土的复合物。然而，需要指出的是纳米蒙脱土 PBT经过二次熔融塑化挤出会产生大量的端羧基(-C00H)，这种端羧基(-C00H)会离解出H+离子而让冷媒(氟利昂，二氟二氯甲烷)显酸性，会腐蚀铜质制冷管，并且该申请中的PBT材料不具有耐冷媒的性能。为了解决现有技术中的上述不足和缺陷，本专利技术提供一种具有耐冷媒、耐高温的PBT复合材料及制备方法和应用。为实现上述目的，首先专利技术一种耐冷媒耐高温的PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤:每100重量份PBT中与2?6重量份疏水性纳米蒙脱土进行熔融插层反应得到中间体；按质量百分比将59.4%?69.4%的中间体、0.3%的抗氧剂、0.3%的端羧基封端剂和30%?40%无碱玻璃纤维混合均匀，混合物通过双螺杆挤出机共混、反应并挤出造粒得到所述PBT复合材料，各段反应温度为220?260°C，螺杆转速300?400转/分。优选的，疏水性纳米蒙脱土可通过以下步骤制备:每100重量份粒径10?IOOnm的纳米蒙脱土中添加I?10重量份含有憎水基碳数12?18的季铵盐阳离子表面活性剂在混合均匀后，依次经过抽滤、洗涤、干燥、研磨、过筛和脱结晶水步骤。纳米蒙脱土的粒径优选为30?50nm。纳米蒙脱土经过表面改性(疏水性)后具有以下优点:I)可以调整纳米蒙脱土的层间距尺寸，层间距的尺寸控制处决于PBT分子链的直径大小。一般来说，只要纳米蒙脱土的层间距等于或略大于PBT分子链的直径，那么纳米蒙脱土和PBT之间就容易发生熔融插层反应，形成了很多条类似于珍珠项链的网络结构(其中“珍珠”为纳米蒙脱土、“项链”为PBT分子链)，网络结构中的纳米蒙脱土就成了能量吸收点，提高了 PBT的缺口冲击强度(韧性)，同时PBT分子链的有序线性排列也变成了网络排列，这样的网络排列也提高了 PBT的弯曲模量(刚性)，反之，若纳米蒙脱土的层间距小于PBT分子链的直径，那么纳米蒙脱土和PBT之间就很难发生熔融插层反应，纳米蒙脱土在PBT熔体中就会发生大量堆积和凝胶，不会形成类似于珍珠项链的网络结构，导致PBT的韧性和刚性下降；2)改善了纳米蒙脱土与PBT之间的相容性，提高了其在PBT熔体中的分散性；3)纳米蒙脱土和PBT分子链形成了类似于珍珠项链的网络结构后，就会降低了PBT复合体系中的分子发生隧道效应的几率，提高了 PBT复合体系对小分子或气体分子的阻隔性能，使本申请的PBT复合材料具备了在高温受热的状态下具有低挥发性的特征，这一特征有利于降低PBT复合材料在受热状态下低分子或气体小分子的析出或挥发，减少这些低分子或气体小分子溶解在冷媒(氟利昂，二氟二氯甲烷)中，从而使PBT复合材料具有耐冷媒的特征；相比之下，常规增强PBT在受热状态下会有大量的低分子或气体小分子析出或挥发，很容易溶解在冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐冷媒耐高温的PBT复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：每100重量份PBT中与2～6重量份疏水性纳米蒙脱土进行熔融插层反应得到中间体；按质量百分比将59.4%～69.4%的中间体、0.3%的抗氧剂、0.3%的端羧基封端剂和30%～40%无碱玻璃纤维混合均匀，混合物通过双螺杆挤出机共混、反应并挤出造粒得到所述PBT复合材料，各段反应温度为220～260℃，螺杆转速300～400转/分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶楚祥，
申请(专利权)人：上海梵和聚合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：