技术领域
本发明涉及一种PC/PBT复合材料,具体为一种增韧增强PC/PBT复 合材料及其制备方法,属于高分子复合材料领域。
背景技术
PC,PBT都是重要的工程塑料。PC树脂耐冲击性能好,但对缺口敏感, 耐热一般,价格较贵;PBT树脂流动性好,平整度高,刚性和硬度都高, 价格也便宜,但冲击性能不是很好。于是出现了PC、PBT两两共混的合 金,合金能有效的发挥PC和PBT树脂的长处,抑制缺点如良好的耐低温 冲击性能,较高的热变形温度。但是,PC/PBT的力学性能普遍不高,限 制了它的应用范围。玻璃纤维增强PC/PBT能有效的提高合金的力学性能, 也能有效的提高其耐热程度,拓展了应用领域。
为了提高玻璃纤维增强PC/PBT的性能,国外的研究人员作了一些相 关的研究,主要有:Gallucci等在USP.5326793介绍了用带有环氧基团 物质修饰增强用无碱玻璃纤维,制得的25%玻璃纤维增强PC/PBT材料的 多轴冲击为429J/m,弯曲强度为198.7MPa,拉伸强度为137.3MPa; Gallucci在USP.6060538中用核壳聚合物、接枝ABS、LLDPE作为增韧剂, 玻璃纤维表面涂上一层聚烯烃,15%玻璃纤维增强PC/PBT复合材料的缺 口冲击为277~352J/m,弯曲模量为3031~3291MPa,拉伸强度为40~ 41.4MPa。
上述这些专利所提供的技术都是主要是从玻璃纤维处理上去提升性 能,这也就导致耐冲击性能和力学性能不能同步提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的上述不足, 提供一种增韧增强PC/PBT复合材料及其制备方法。
其发明目的可以通过以下技术方案得以实现。
一种增韧增强PC/PBT复合材料,包括以下组分(重量百分比):
PC树脂 5~80%
PBT树脂 5~80%
玻璃纤维 10~40%
增韧相容剂 1~10%
其他助剂 0.5~4%
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料中PC树脂是双酚A型聚碳 酸酯,其分子量为10,000~40,000,优选为20,000~30,000。
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料中PBT树脂是对苯二甲酸与 丁二醇的缩聚物,其特征粘度为0.6~1.10,优选为0.8~1.0。
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料中玻璃纤维是无碱玻璃纤 维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种或几种,其纤维直径为5~24 μm,优选为10~19μm。
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料中增韧相容剂是乙烯-丙烯 酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料中其他助剂是硅烷偶联剂、 阻燃剂、抗氧剂或颜色助剂。
制备增韧增强PC/PBT复合材料的具体步骤如下:按上述组份配比称 取除玻璃纤维外的各种材料,在高速混料机混合3-5分钟,然后将混合 均匀的物料加入双螺杆挤出机,其中玻璃纤维从第一个排气口加入,自 喂料口至挤出模头温度分别是200~230℃,220~240℃,230~250℃, 220~250℃,230~260℃,主机转速是20~50赫兹,然后用塑料注塑机 制得各种所需产品。
本发明所述的增韧增强PC/PBT复合材料,机械强度高,耐冲击性能 好,易加工。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明,在不违反本发明的宗 旨下,本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
实施例和对比例所用原材料如下:
PC树脂,PC110,德国BASF公司;
PBT树脂,4500,江苏三房巷公司;
玻璃纤维,ER13-2000-988,浙江桐乡巨石集团;
乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物,PTW,美国 DUPOND公司
线性低密度聚乙烯,LLDPE-7042,齐鲁石化公司
马来酸酐接枝ABS,MAH-ABS,宁波能之光材料公司
核壳聚合物MBS,E-920,北京普利宏斌化工材料公司
硅烷偶联剂,KH-550,南京曙光化工有限公司;
抗氧剂,168和1010,瑞士汽巴精化公司。
按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外),在高速混合器中干 混3~5分钟之后;将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口 加入),经熔融挤出,造粒。将得到的切片粒子在105℃的鼓风烘箱中干 燥4小时后,用宁波海天HT1150B注射成型机制样。
材料的力学性能测试按照ISO标准测试:测试拉伸强度的样条是 170*10*4mm,按ISO 527进行,速度为50mm/min;测试弯曲模量的样条 是80*10*4mm,按ISO 178进行,速度为2mm/min;测试缺口冲击强度的 样条是80*10*4mm,按ISO 179进行,V型缺口,摆锤为4J;测试热变形 温度的样条是120*10*4mm,按ISO 75进行,负荷为1.82MPa,升温速度 为120℃/h。
实施例1~4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示,双螺杆挤出机的 温度分别是(自喂料口至挤出模头):210℃,230℃,245℃,240℃, 250℃。主机转速是35赫兹。
表1 实施例1-4配方及材料性能表
1234PC-110(%)42373227PBT-4500(%)42373227PTW(%)5555玻璃纤维(%)10203040KH-550(%)0.50.50.50.51680.30.30.30.310100.20.20.20.2拉伸强度(MPa)98112133147弯曲模量(MPa)56006370830010500缺口冲击强度(kJ/m^2)14.513129热变形温度(℃)144158170182
实施例5~7
复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示,双螺杆挤出机的 温度分别是(自喂料口至挤出模头):210℃,230℃,245℃,240℃, 250℃。主机转速是35赫兹。
表2 实施例5-7配方及材料性能表
567PC-110(%)33.530.529.5PBT-4500(%)33.530.529.5PTW(%)2810玻璃纤维(%)303030KH-550(%)0.50.50.5168(%)0.30.30.31010(%)0.20.20.2拉伸强度(MPa)154122116弯曲模量(MPa)903074006940缺口冲击强度(kJ/m^2)8.81616.5热变形温度(℃)182166153
实施例8~11
复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示,双螺杆挤出机的 温度分别是(自喂料口至挤出模头):210℃,230℃,245℃,240℃, 250℃。主机转速是35赫兹。
表3 实施例8-11配方及材料性能表
891011PC-110(%)10601050PBT-4500(%)64145414PTW(%)5555玻璃纤维(%)20203030KH-550(%)0.50.50.50.5168(%)0.30.30.30.31010(%)0.20.20.20.2拉伸强度(MPa)128109144125弯曲模量(MPa)7490612086407960缺口冲击强度(kJ/m^2)11.613.810.312.2热变形温度(℃)165141178168
对比例1~4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示,双螺杆挤出机的温度分 别是(自喂料口至挤出模头):210℃,230℃,245℃,240℃,250℃。主机 转速是35赫兹。
表4 对比例1-4配方及材料性能表
1234PC-110(%)32323232PBT-4500(%)32323232
LLDPE(%)5MAH-ABS(%)5E-920(%)5玻璃纤维(%)30303030KH-550(%)0.50.50.50.5168(%)0.30.30.30.31010(%)0.20.20.20.2拉伸强度(MPa)12697110111弯曲模量(MPa)8400656069807500缺口冲击强度(kJ/m^2)6.512.311.410.2热变形温度(℃)178122132154
从以上表中数据可以看出:通过添加增韧相容剂的方法,同步提高了玻璃 纤维增强PC/PBT复合材料的力学性能和冲击性能。