技术领域
[0001] 本
发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种耐磨PBT复合材料。
背景技术
[0002] 聚对苯二
甲酸丁二醇酯(PBT)是一种重要的热塑性
聚合物,广泛应用于
家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。PBT具有质轻、无毒、无臭,化学
稳定性好,且在常温下不溶于一般
溶剂,吸
水性小等优点,但是纯PBT的
耐磨性和部分物理性能差,这限制了PBT在一些特殊领域的应用。
[0003] 为了提高PBT的应用范围及改善PBT的物理性能,现技术通过复合的方式来提高PBT的性能,通常是通过添加剂等的加入来实现,但是添加剂的加入对PBT的强度、韧性等有一定的影响。
[0004] 无机
纳米粒子由于粒径小,
比表面积大,分散性好,表面活性高,与有机聚合物复合时能产生很强的界面作用,使得聚合物在韧性、刚性、强度等物理性能上得到很好的改善。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种耐磨PBT复合材料及其制备方法,,以解决PBT复合材料的物理性能及耐磨性能。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007] 一种耐磨PBT复合材料,由以下重量份的组份制成:
[0008]
[0009] 所述TiO2-g-PMMA的制备方法,包括以下步骤:
[0010] 首先处理纳米TiO2
[0011] 1)称取纳米TiO2,加入到
乙醇中,再加入
偶联剂KH570,
超声波处理1-2h,滴加
醋酸溶液调节pH到3-5之间;
[0012] 2)将步骤1)的
混合液在60-80℃恒温搅拌6-8小时,冷却后固液分离,然后在100-120℃的
真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米TiO2;
[0013] 合成TiO2-g-PMMA
[0014] 3)称取处理后的纳米TiO2,加入辛烷基
苯酚聚
氧乙烯醚、水及十二烷基苯磺酸钠,调节pH至9-11之间;
[0015] 4)将过
硫酸钾,甲基
丙烯酸甲酯
单体加入步聚3)的混合液中,升温至70-90℃反应5-7小时,然后冷却至室温,抽滤干燥既得TiO2-g-PMMA。
[0016] 所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)
亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
[0017] 所述
润滑剂为
硬脂酸锌、硬脂酸
钙和硬脂酸钾中的一种或多种。
[0018] 上述任一项的所述高性能耐磨PBT复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0019] 1)称取70份-90份的PBT、1份-3份的PMMA、8份-16份的TiO2-g-PMMA、0.3份-0.7份的抗氧剂及0.1份-0.3份的润滑剂;
[0020] 2)将步骤1)中的各原料通过混料机搅拌10-12分钟,形成混合物料;
[0021] 3)将混合好的混合物料投入到双螺杆
挤出机的料斗中,经熔融、挤出
造粒、水冷、切粒及干燥既制得高性能耐磨PBT复合材料。
[0022] 所述混料机的
温度为70~120℃,转速120~240r/min。
[0023] 所述双
螺杆挤出机包含六个区,其中各区温度及螺杆转速分别为:
[0024] 一区温度120~180℃,二区温度120~220℃,三区温度130~230℃,四区温度140~230℃,五区温度140~230℃,六区温度140~240℃,机头温度130~200℃;螺杆转速120~300r/min。
[0025] 本发明的有益效果是:
[0026] 本技术方案的
硅烷偶联剂KH570的一端甲氧基
水解后,与粉体表面上的-OH反应缩合,会形成双键,再通过它进一步与包含双键的MMA共聚而接枝形成TiO2-g-PMMA。
[0027] TiO2-g-PMMA的加入能够提升材料的
力学性能,这是因为两点:1)它粒径小,比表面积大,分散性好,表面活性高,与PBT改性时能产生很强的界面作用,能很好地提升材料的物理性能。2)它能改变PBT的结晶行为,对PBT起到了异相成核的作用,使材料的力学性能得到提高。
[0028] 本技术方案的纳米TiO2,是一种有很高硬度的物质,用它改性PBT,能很好的发挥其硬度高的特性,使得PBT复合材料的耐磨性能提高。
具体实施方式
[0029] 以下通过
实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
[0030] 实施例1
[0031] 1)称取70份PBT,1份PMMA,8份TiO2-g-PMMA,0.15份Irganox168,0.15份Irganox1010,0.1份硬脂酸锌在高速
搅拌机里混合并搅拌10分钟,得到混合料。
[0032] 其中所述的高速搅拌机温度为70℃,转速120r/min。
[0033] 2)将混合物料投入到
双螺杆挤出机的料斗中,经熔融反应,然后挤出、造粒,得到PBT复合材料,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度120℃,二区温度120℃,三区温度130℃,四区温度140℃,五区温度140℃,六区温度140℃,机头温度130℃;
螺杆转速120r/min。
[0034] 实施例2
[0035] 1)称取90份PBT,3份PMMA,16份TiO2-g-PMMA,0.35份Irganox1330,0.35份Irganox1010,0.15份硬脂酸钠,0.15份硬脂酸锌在高速搅拌机里混合并搅拌12分钟,得到混合料。
[0036] 其中所述的高速搅拌机温度为120℃,转速240r/min。
[0037] 2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融反应,然后挤出、造粒,得到PBT复合材料,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度180℃,二区温度220℃,三区温度230℃,四区温度230℃,五区温度230℃,六区温度240℃,机头温度200℃;
螺杆转速300r/min。
[0038] 实施例3
[0039] 1)称取80份PBT,2份PMMA,12份TiO2-g-PMMA,0.5份Irganox1330,0.1份硬脂酸钠,0.1份硬脂酸锌在高速搅拌机里混合并搅拌11分钟,得到混合料。
[0040] 其中所述的高速搅拌机温度为95℃,转速180r/min。
[0041] 2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融反应,然后挤出、造粒,得到PBT复合材料,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度150℃,二区温度170℃,三区温度180℃,四区温度185℃,五区温度185℃,六区温度190℃,机头温度165℃;
螺杆转速210r/min。
[0042] 以上仅是本发明的优选实施方式的描述,应当指出,由于文字表达的有限性,而在客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。