一种玻纤增强PBT材料及其制备方法技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及的是一种玻纤增强PBT材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT材料是五大通用工程塑料之一，广泛应用于电子、电器等行
业，通常需要对PBT材料进行增强和阻燃等方法进行改性，随着电子电器部件的小型化、薄壁
化要求越趋严格，要求玻璃纤维增强PBT材料具备更高的耐热性能、更好的韧性和刚性，而材
料刚性、耐热性和韧性之间往往是矛盾的，提高韧性的同时通常牺牲刚性和耐热性。比如，
加入增韧剂，可以提高韧性，但是刚性和耐热性大幅度下降，同时流动性也通常降低，再比
如，增加玻璃纤维含量提高刚性和耐热性，但韧性却下降，因此，如何解决玻纤增强PBT材料
刚性、韧性、耐热性、流动性等性能之间的平衡一直以来是较难的技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种玻纤增强PBT材料，主要包含以下组分(重量百分比)：
PBT树脂：40％～70％；
经稀土化合物乙醇溶液处理的玻璃纤维：10％～40％；
硅烷接枝聚烯烃化合物：1％～5％；
抗氧剂：0.2％～0.5％；
润滑剂：0.2％～0.5％；
所述处理玻璃纤维用的稀土化合物乙醇溶液中稀土化合物浓度为0.1wt％～0.15wt％，
处理过程中以60～80rpm的速度搅拌。
所述的PBT树脂特性粘度0.7dl/g～1.3dl/g。
所述的玻璃纤维为无碱短切E玻纤，纤维直径为7μm～15μm，长度为3mm～5mm。
所述的稀土化合物为氯化镧、氯化镱中的至少一种。稀土化合物表面处理玻璃纤维是为提高
树脂与玻璃纤维之间的界面粘结力。
所述的硅烷接枝聚烯烃化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷接枝聚丁二烯、3-氨丙基三乙氧基硅
烷接枝马来酸酐化聚丁二烯、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷接枝聚丁二烯、3-缩水甘
油醚氧基丙基三甲氧基硅烷接枝马来酸酐化聚丁二烯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅
烷接枝聚丁二烯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝马来酸酐化聚丁二烯中的至少
一种。
所述硅烷接枝聚烯烃化合物的硅烷接枝率30％～50％。硅烷接枝聚烯烃化合物的作用有二，一是解决
单纯添加硅烷偶联剂效果不明显的问题，二是与上述稀土化合物表面处理起到协同作用。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)
亚磷酸苯酯的复配物，复配比例为1∶1，提高材料成型加工过程热稳定性。
所述的润滑剂硬脂酸钙或者硬脂酸锌中的一种，更有利于成型加工，降低挤出或注塑加工的
能耗，注塑加工时更易脱模。
本发明提供一种玻纤增强PBT材料的制备方法，包括两个步骤：
步骤一：稀土化合物表面处理玻璃纤维：将稀土化合物、短切无碱E玻纤分别置于干燥箱
中，100℃烘干12小时除水分；然后配置稀土乙醇稀溶液，稀土化合物含量0.1～0.15wt％；
将短切无碱E玻纤浸渍于稀土乙醇稀溶液中，无碱E玻纤与稀土乙醇稀溶液重量比例为1∶2，
同时搅拌处理，转速60～80rpm，处理时间30分钟～60分钟，用滤网过滤，最后将处理过的短切无
碱E玻纤置于干燥箱中，70℃烘干0.5小时去除乙醇，获得稀土化合物表面处理玻璃纤维。
由于稀土化合物价格高，为了降低其消耗量，本发明意外地发现，在处理过程中搅拌的步骤
不可或缺，其作用不单纯是为了均匀处理，关键作用是降低了稀土化合物的添加量，如不带
搅拌动作，单纯的浸渍，为达到相同的处理效果，则稀土化合物的含量至少需要提高一倍以
上，这直接带来了低成本的效果。
步骤二：玻纤增强PBT材料挤出造粒：将PBT树脂放入干燥箱中进行干燥处理，干燥温度
为110～120℃，干燥时间4～6小时，然后与硅烷接枝聚烯烃化合物、抗氧剂、润滑剂按照配方
比例称量，投入高速搅拌锅中搅拌3分钟后，从同向双螺杆挤出机的主喂料料斗中喂入，干燥
后的稀土化合物表面处理玻璃纤维从同向双螺杆挤出机侧喂料料斗中喂入，通过调节双螺杆
挤出机的主喂料和侧喂料频率控制PBT材料中的玻纤含量为10％～40wt％，通过同向双螺杆挤
出机挤出、牵条和切粒，挤出各区温度220℃、240℃、240℃、240℃、230℃、230℃、220℃、
220℃、240℃、240℃，真空负压0.04～0.10MPa，得到一种玻纤增强PBT材料。
具体实施方式
对比例1～2的配方如下表1：
表1：对比1～2配方
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无碱短切E玻纤的单丝直径11μm，长度为4mm。
实施例1～8和对比例3的配方如下表2：
表2：实施例1～8和对比例3的配方
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无碱短切E玻纤的单丝直径11μm，长度为4mm。
对比例和实施例检测结果如下表3：
表3：对比例1～3以及实施例1～8检测数据结果
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表3中的测试方法和实验方法按下述说明测试：
拉伸强度按GB/T1040-2006测试；弯曲强度和弯曲模量按GB/T9341-2008测
试；冲击强度按GB/T1043.1-2008测试；弯曲弹性模量按GB/T9341-2008测试；
熔体流动速率按GB/T3682-2000测试；热变形温度按GB/T1634-2004测试。湿热
老化实验：将标准试样放入医用高压锅，调节温度至120℃，湿度至100％(RH)，
压力至1.2bar。放置48h后，测试分析材料力学性能，计算出力学性能老化后的
保持率。
对比例1与实施例1相比，经稀土化合物乙醇溶液处理的玻璃纤维，制备得
到的玻纤增强PBT材料的熔指、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热
变形温度、湿热老化后力学性能保持率均得到不同程度的提高。
对比例1和对比例2相比，添加增韧剂，提高冲击强度的同时，降低了熔指、
热变形温度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量。而从实施例1与实施例2～8对比
发现，硅烷接枝聚烯烃化合物的加入进一步提高拉伸强度、弯曲强度、弯曲模
量的同时，大幅度提高了冲击强度，同时熔指和热变形不但没有降低，反而略
有升高。硅烷接枝聚烯烃化合物和经稀土化合物乙醇溶液处理两则有明显的协
同作用。意外的发现是对材料的湿热老化性能都有明显的改善，这显然是改善
了界面缺陷问题。
对比例3和实施例8对比，采用稀土化合物处理玻璃纤维表面时搅拌作用非
常大，如不搅拌，则提高稀土化合物一倍的添加量，力学性能才能达到带搅拌
处理的效果，并且湿热老化性的改善仍不如带搅拌处理的效果。
实施例5和实施例子6对比，或者实施例7和实施例子8对比，硅烷接枝聚烯
烃化合物的接枝单体聚烯烃化合物选择马来酸酐化聚丁二烯比聚丁二烯更有利
于提高性能。
本发明制得的玻纤增强PBT材料可应用电子电器部件。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用
本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，
并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发
明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。