本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種pbt材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸丁二醇酯，簡稱pbt，是最重要的熱塑性聚酯高分子材料，是五大通用工程塑料之一，由于其優(yōu)良的力學(xué)性能和加工性能，在汽車、機械設(shè)備、精密儀器部件、電子電器、紡織等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
pbt樹脂是一種半結(jié)晶聚合物，具有快速結(jié)晶的能力，其固相是一種有序的球晶與無定形非結(jié)晶區(qū)的混合體，這種兩相的特性，與諸如abs、聚苯乙烯等無定型樹脂比較，使其既具有較高的強度、硬度、表面硬度和剛性。無定形區(qū)具有的玻璃化溫度，又賦予它更大的延伸性。由于pbt樹脂對缺口沖擊強度敏感，具有較大的脆性，特別是在低溫條件下韌性較差，限制了其使用范圍。pbt樹脂一般都通過改性后才可以使用，尤其是對其增韌增強的改性是實現(xiàn)其高性能化、拓寬使用范圍的一種重要方向。
cn104177793a報道了一種基于彈性體樹脂的pbt增韌劑、制備方法和其用途。該發(fā)明以poe、eea、接枝單體和液體助劑為原料，預(yù)混后加入雙螺桿擠出機中，進行擠出造粒后得到增韌劑，對pbt樹脂增韌效果良好，且能保持一定的力學(xué)性能。
cn105820490a報道了一種pbt增韌母粒及其制備方法。該發(fā)明以彈性體樹脂和pbt樹脂復(fù)配為基材，一步法完成彈性體樹脂接枝和pbt增韌母粒制備。該增韌母粒熔融溫度高于120℃，與pbt樹脂共混90-120℃熱風(fēng)循環(huán)干燥而不粘粒。該發(fā)明制備的pbt增韌母粒分散效果佳，增韌效果好，且制備過程簡單、方便。
但是上述兩個發(fā)明制備pbt增韌材料均存在缺點，主要是在加入彈性體增加了pbt韌性的同時，其力學(xué)強度未增強，并在一定程度上呈下降趨勢，達不到使用要求，同時耐水解性不足，對其應(yīng)用推廣產(chǎn)生限制作用。
有鑒于此，有必要提出一種提高pbt韌性的同時，不影響其力學(xué)強度，并增強其力學(xué)性能的pbt材料及該材料的制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種pbt材料，該pbt材料在解決pbt韌性不足問題的同時，不影響其力學(xué)強度，并增強其力學(xué)性能，解決現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性差的技術(shù)問題。
為了實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案為：
一種pbt材料，包括以下重量百分比的原料：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：55-75％；
tpee：15-35％；
碳酸鈣：0.2-1.0％；
1,4-丁二醇：2.0-5.0％；
抗氧劑：0.5-2.0％；
過氧化二異丙苯：0.5-3.0％；
交聯(lián)劑：2.0-5.0％；
光穩(wěn)定劑：0.2-1.5％；
耐水解劑：0.2-1.0％。
進一步的，所述抗氧劑為抗氧劑1010；
所述交聯(lián)劑為丙三醇；
所述光穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯；
所述耐水解劑為聚碳化二亞胺。
本發(fā)明另一個目的是，提供上述pbt材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
為了實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案為：
一種pbt材料的制備方法，包括以下步驟：
將聚對苯二甲酸丁二醇酯、tpee、碳酸鈣、1,4-丁二醇、抗氧劑、過氧化二異丙苯、交聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑和耐水解劑加入攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
將混合物通過雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，再經(jīng)冷卻、切粒、干燥，得所述pbt材料。
進一步的，所述混合物中包括以下重量百分比的原料：聚對苯二甲酸丁二醇酯55-75％，tpee15-35％，碳酸鈣0.2-1.0％，1,4-丁二醇2.0-5.0％，抗氧劑0.5-2.0％，過氧化二異丙苯0.5-3.0％，交聯(lián)劑2.0-5.0％，光穩(wěn)定劑0.2-1.5％，耐水解劑0.2-1.0％。
再進一步的，所述抗氧劑為抗氧劑1010；
所述交聯(lián)劑為丙三醇；
所述光穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯；
所述耐水解劑為聚碳化二亞胺。
進一步的，所述雙螺桿擠出機的擠出溫度為220-250℃。
與限于技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明所述的一種pbt材料，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度提高，韌性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍。
2、本發(fā)明所述的一種pbt材料中含有抗氧劑1010，提高了產(chǎn)品抗老化性能，延長了其制品使用壽命；含有的耐水解劑，解決了pbt材料增韌后耐水解性差的問題。
3、本發(fā)明所述的一種pbt材料，力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，穩(wěn)定性好。
4、本發(fā)明所述的一種pbt材料，在解決pbt韌性不足問題的同時，不影響其力學(xué)強度，并增強其力學(xué)性能，解決現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性差的技術(shù)問題。
5、本發(fā)明所述的一種pbt材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
為了進一步闡述本發(fā)明一種pbt材料及其制備方法，達到預(yù)期發(fā)明目的，以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種pbt材料及其制備方法，其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點可由任何合適形式組合。
在詳細闡述本發(fā)明一種pbt材料及其制備方法之前，有必要對本發(fā)明中提及的相關(guān)材料等做進一步說明，以達到更好的效果。
本發(fā)明中所用原料或設(shè)備未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
tpee，聚醚酯熱塑性彈性體，是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物。其中聚醚軟段和未結(jié)晶的聚酯形成無定形相聚酯硬段部分結(jié)晶形成結(jié)晶微區(qū)，起物理交聯(lián)點的作用。tpee具有橡膠的彈性和工程塑料的強度；軟段賦予它彈性，使它象橡膠；硬段賦予它加工性能，使它象塑料；與橡膠相比，它具有更好的加工性能和更長的使用壽命；與工程料相比，同樣具有強度高的特點，而柔韌性和動態(tài)力學(xué)性能更好。tpee主要用于要求減震、耐沖擊、耐曲撓、密封性和彈性、耐油、耐化學(xué)品并要求足夠強度的領(lǐng)域。
碳酸鈣是一種無機化合物，俗稱灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石，是一種化合物，化學(xué)式是caco3，呈中性，基本上不溶于水，溶于酸。碳酸鈣作為無機填料應(yīng)用于塑料填充已有多年的歷史。過去碳酸鈣一般作為填料以降低成本為主要目的被廣泛使用，并收到較好效果。近年來，隨著生產(chǎn)上廣泛的使用和大量的研究發(fā)現(xiàn)，填充大量的碳酸鈣也可做到不明顯降低制品的性能，甚至某些方面還會大幅度提高，如機械性能、熱性能等。
1,4-丁二醇(簡稱bdo)，別名:1,4-二羥基丁烷，分子式為c4h10o2，hoch2ch2ch2ch2oh，分子量為90.12，無色粘稠油狀液體。可燃，凝固點20.1℃，熔點20.2℃，沸點228℃，171℃(13.3kpa)，120℃(1.33kpa)，86℃(0.133kpa)，相對密度1.0171(20/4℃)，折射率1.4461，能與水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。有吸濕性，味苦。1,4-丁二醇是一種重要的有機化工和精細化工原料，是生產(chǎn)聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)工程塑料和pbt纖維的基本原料。
抗氧劑1010，化學(xué)名為：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，為白色結(jié)晶粉末，可溶于苯、丙酮、氯仿，微溶于乙醇，不溶于水，化學(xué)性狀穩(wěn)定；可廣泛應(yīng)用于通用塑料，工程塑料，合成橡膠，纖維，熱熔膠，樹脂，油品，墨水，涂料等行業(yè)中。
過氧化二異丙苯，又稱硫化劑dcp、過氧化二枯茗，分子式為c18h22o2，相對分子質(zhì)量為270.37，為白色結(jié)晶。室溫下穩(wěn)定，見光逐漸變成微黃色。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、乙酸、苯和石油醚。是一種強氧化劑?？勺鳛閱误w聚合的引發(fā)劑，高分子材料的硫化劑、交聯(lián)劑、固化劑、阻燃添加劑等。
交聯(lián)劑是一種能在線型分子間起架橋作用，從而使多個線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，是促進或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價鍵或離子鍵形成的物質(zhì)。本發(fā)明中選用丙三醇為交聯(lián)劑。
丙三醇是無色味甜澄明黏稠液體，無臭，有暖甜味。國家標準稱為甘油，能從空氣中吸收潮氣，也能吸收硫化氫、氰化氫和二氧化硫，難溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚和油類。相對密度1.26362。熔點17.8℃。沸點290.0℃(分解)。折光率1.4746。閃點(開杯)176℃。
光穩(wěn)定劑是高分子制品(例如塑料、橡膠、涂料、合成纖維)的一種添加劑，它能屏蔽或吸收紫外線的能量，猝滅單線態(tài)氧及將氫過氧化物分解成非活性物質(zhì)等功能，使高分子聚合物在光的輻射下，能排除或減緩光化學(xué)反應(yīng)可能性，阻止或延遲光老化的過程，從而達到延長高分子聚合物制品使用壽命的目的。本發(fā)明選用亞磷酸三苯酯為光穩(wěn)定劑。
亞磷酸三苯酯，別名為亞磷酸三苯基酯，分子式為c18h15o3p，相對分子量為310.29，室溫以上時為無色淡黃色透明油狀液體，不溶于水，有刺激性氣味。為磷類抗氧劑的代表品種，pvc制品中的螯合劑和穩(wěn)定劑，制取亞磷酸三烷基酯的重要中間體。
聚碳化二亞胺，又名防老劑pcd。棕色粉末，相對密度1.05，軟化點70-80℃，易溶于石油、苯、四氯化碳和醋酸乙酯，難溶于丙酮，不溶于乙醇和水；用作混塑型聚氨酯橡膠的抗水解劑和抗氧劑，能改善硫化膠的穩(wěn)定性，延緩膠料水解現(xiàn)象的產(chǎn)生。宜在高于其軟化點的溫度下混入膠料，可以提高其效力。本發(fā)明選用聚碳化二亞胺為耐水解劑。
在了解了上述相關(guān)原料之后，下面將結(jié)合具體的實施例，對本發(fā)明一種pbt材料及其制備方法做進一步的詳細介紹：
一實施例
實施例1.
原料及其重量百分比：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：55kg，(55％)；
聚醚酯熱塑性彈性體:35kg，(35％)；
碳酸鈣：1.0kg，(1％)；
1,4-丁二醇：2.0kg，(2％)；
抗氧劑1010：1.5kg，(1.5％)；
過氧化二異丙苯：1.0kg，(1％)；
丙三醇：2.0kg，(2％)；
亞磷酸三苯酯：1.5kg，(1.5％)；
聚碳化二亞胺：1.0kg，(1％)。
具體操作步驟為：
(1)稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯55kg、聚醚酯熱塑性彈性體35kg、碳酸鈣1.0kg、1,4-丁二醇2.0kg、過氧化二異丙苯1.0kg、丙三醇2.0kg、亞磷酸三苯酯1.5kg、聚碳化二亞胺1.0kg和1.5kg的抗氧劑1010，將這些原料加入高速攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
(2)將混合物送至雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，擠出機溫度控制在220℃，經(jīng)冷卻、切粒、干燥，最后包裝，即所述pbt材料。
本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度和韌性提高，含有的抗氧劑1010提高了產(chǎn)品抗老化性能，從而使其力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，延長了制品使用壽命，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍；并且解決現(xiàn)了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性不足的技術(shù)問題；所述制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實施例2.
原料及其重量百分比：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：75kg，(75％)；
聚醚酯熱塑性彈性體：15kg，(15％)；
碳酸鈣：0.8kg，(0.8％)；
1,4-丁二醇：3.0kg，(3％)；
抗氧劑1010：1.0kg，(1％)；
過氧化二異丙苯：0.5kg，(0.5％)；
丙三醇：4.0kg，(4％)；
亞磷酸三苯酯：0.5kg，(0.5％)；
聚碳化二亞胺：0.2kg，(0.2％)。
具體操作步驟為：
(1)稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯75kg、聚醚酯熱塑性彈性體15kg、碳酸鈣0.8kg、1,4-丁二醇3.0kg、過氧化二異丙苯0.5kg、丙三醇4.0kg、亞磷酸三苯酯0.5kg、聚碳化二亞胺0.2kg和1.0kg的抗氧劑1010，將這些原料加入高速攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
(2)將混合物送至雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，擠出機溫度控制在250℃，經(jīng)冷卻、切粒、干燥，最后包裝，即所述pbt材料。
本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度和韌性提高，含有的抗氧劑1010，提高了產(chǎn)品抗老化性能，從而使其力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，延長了制品使用壽命，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍；并且解決現(xiàn)了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性不足的技術(shù)問題；所述制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實施例3.
原料及其重量百分比：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：72kg，(72％)；
聚醚酯熱塑性彈性體：18kg，(18％)；
碳酸鈣：0.5kg，(0.5％)；
1,4-丁二醇：4.0kg，(4％)；
抗氧劑1010：1.5kg，(1.5％)；
過氧化二異丙苯：1.3kg，(1.3％)；
丙三醇：2.0kg，(2％)；
亞磷酸三苯酯：0.4kg，(0.4％)；
聚碳化二亞胺：0.3kg，(0.3％)。
具體操作步驟為：
(1)稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯72kg、聚醚酯熱塑性彈性體18kg、碳酸鈣0.5kg、1,4-丁二醇4.0kg、過氧化二異丙苯1.3kg、丙三醇2.0kg、亞磷酸三苯酯0.4kg、聚碳化二亞胺0.3kg和1.5kg的抗氧劑1010，將這些原料加入高速攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
(2)將混合物送至雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，擠出機溫度控制在240℃，經(jīng)冷卻、切粒、干燥，最后包裝，即所述pbt材料。
本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度和韌性提高，含有的抗氧劑1010，提高了產(chǎn)品抗老化性能，從而使其力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，延長了制品使用壽命，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍；并且解決現(xiàn)了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性不足的技術(shù)問題；所述制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實施例4.
原料及其重量百分比：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：65kg，(68％)；
聚醚酯熱塑性彈性體：20kg，(20％)；
碳酸鈣：0.2kg，(0.2％)；
1,4-丁二醇：5.0kg，(5％)；
抗氧劑1010：2.0kg，(2％)；
過氧化二異丙苯：2.0kg，(2％)；
丙三醇：5.0kg，(5％)；
亞磷酸三苯酯：0.2kg，(0.2％)；
聚碳化二亞胺：0.4kg，(0.4％)。
具體操作步驟為：
(1)稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯65kg、聚醚酯熱塑性彈性體20kg、碳酸鈣0.2kg、1,4-丁二醇5.0kg、過氧化二異丙苯2.0kg、丙三醇5.0kg、亞磷酸三苯酯0.2kg、聚碳化二亞胺0.4kg和2.0kg的抗氧劑1010，將這些原料加入高速攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
(2)將混合物送至雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，擠出機溫度控制在235℃，經(jīng)冷卻、切粒、干燥，最后包裝，即所述pbt材料。
本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度和韌性提高，含有的抗氧劑1010，提高了產(chǎn)品抗老化性能，從而使其力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，延長了制品使用壽命，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍；并且解決現(xiàn)了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求的技術(shù)問題；所述制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實施例5.
原料及其重量百分比：
聚對苯二甲酸丁二醇酯：70kg，(70％)；
聚醚酯熱塑性彈性體：15.4kg，(15％.4)；
碳酸鈣：0.9kg，(0.9％)；
1,4-丁二醇：3.0kg，(3％)；
抗氧劑1010：0.5kg，(0.5％)；
過氧化二異丙苯：3.0kg，(3％)；
丙三醇：5.0kg，(5％)；
亞磷酸三苯酯：1.4kg，(1.4％)；
聚碳化二亞胺：0.8kg，(0.8％)。
具體操作步驟為：
(1)稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯70kg、聚醚酯熱塑性彈性體15.4kg、碳酸鈣0.9kg、1,4-丁二醇3.0kg、過氧化二異丙苯3.0kg、丙三醇5.0kg、亞磷酸三苯酯1.4kg、聚碳化二亞胺0.8kg和0.5kg的抗氧劑1010，將這些原料加入高速攪拌機中攪拌至混合均勻，得混合物；
(2)將混合物送至雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出，擠出機溫度控制在230℃，經(jīng)冷卻、切粒、干燥，最后包裝，即所述pbt材料。
本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，采用tpee作為增韌劑，使得本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的彈性，沖擊強度和韌性提高，含有的抗氧劑1010，提高了產(chǎn)品抗老化性能，從而使其力學(xué)及機械加工性能更優(yōu)異，延長了制品使用壽命，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍；并且解決現(xiàn)了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性不足的技術(shù)問題；所述制備方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
二性能測試
對上述實施例1-5所得到的pbt材料和普通pbt材料進行力學(xué)性能測試，力學(xué)性能測試環(huán)境：23℃，干態(tài)，測試項目、測試所依據(jù)的標準及結(jié)果見表1。
表1pbt材料性能檢測數(shù)據(jù)
由表1可知，實施例1-5制備的pbt材料在提高沖擊強度，即沖擊韌性的同時，拉伸強度并未下降，甚至有所提高，符合使用要求，穩(wěn)定性更好，拓寬了pbt材料的使用范圍。說明本發(fā)明所述的一種pbt材料及其制備方法，在解決pbt材料韌性不足問題的同時不影響其力學(xué)強度，并可以增強其力學(xué)性能，解決了現(xiàn)有pbt樹脂增韌后，其力學(xué)強度達不到使用要求和耐水解性不足的技術(shù)問題。
以上所述，僅是本發(fā)明實施例的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明實施例作任何形式上的限制，依據(jù)本發(fā)明實施例的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明實施例技術(shù)方案的范圍內(nèi)。