一种高抗拉PBT料的配方、制备方法及其生产设备与流程

一种高抗拉pbt料的配方、制备方法及其生产设备
技术领域
1.本发明涉及pbt材料技术领域，具体为一种高抗拉pbt料的配方、制备方法及其生产设备。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是一种无色透明的热塑性树脂，由于其价格低廉且易加工成型，因此得以广泛应用。硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体其吸油性低、电导率低、绝缘性较好，主要用作高聚物基复合材料的增强填料。聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)具有优异的流动性、耐化学品性和耐热性，碳纤维具有耐高温、高强度、高模量、耐腐蚀、抗疲劳等特性，是一种轻质高强的新型纤维材料，主要用于制备先进复合材料，被广泛应用于航空航天、汽车、风电叶片、体育休闲等领域。
3.聚对苯二甲酸丁二醇酯（pbt）是五大工程塑料之一，它具有结晶速度快、电气性能优良、耐化学药品性好、力学性能优良、以及突出的耐摩擦和耐磨耗特性，但是pbt存在尺寸稳定性差、缺口冲击强度低等缺点，从而限制了它的应用。abs树脂（丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物）是目前产量最大、应用最广泛的塑料，价格也比较便宜，abs不仅具有韧、硬、刚相均衡的力学性能，而且具有较好的尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温性、着色加工性和加工流动性，因而将pbt与abs进行共混，可以制得性能优异的塑料合金，实现树脂的高性能化。
4.抗拉力指的是在装配pbt材料时，需要将pbt材料片的一端嵌入拔拉夹具中，然后，通过抗拉力测试仪将嵌件拔出，这时测得的力是抗拉力，抗拉力反应的是pbt材料片的结构强度，抗拉力越大，pbt材料的性质越优，经测试现有的普通pbt材料在抗拉效果中并未提及拉拔力的相关测试，pbt材料的抗拉性能较弱，在一些特定的使用场合，例如接线端子绝缘底座、及车用零件场景中，使用寿命较短，存在一定缺陷，有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种高抗拉pbt料的配方、制备方法及其生产设备，来解决目前存在的抗拉性不足、适用范围小的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明所采用的技术方案为：一种高抗拉pbt料的配方、制备方法，包括以下步骤：s1：采用1.4
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丁二醇和对苯二甲酸二甲酸酯行酯交换反应，生成对苯二甲酸二丁酯，并脱除甲醇，再进行缩聚反应生产pbt树脂原料；s2：采用如下质量分数的原反应料：pbt树脂原料45
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50份、丙烯酸类聚合物型扩链剂adr0.3
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0.7份、偶联剂0.3
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0.8份和抗氧剂0.02
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0.04份加注进入pbt料的生产设备中，预热控温至230～240℃并不断搅动，所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷kh
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550、甲基丙烯酰氧和钛酸酯偶联剂101中的一种或多种组合，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂626按质量组份2：1.2进行混合的复配物；s3：装置加压接口连通压缩泵，通入氮气对反应装置内部进行加压并保持装置内
腔气压为0.5
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0.6mpa，持续时间15
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20min；s4：将反应脱水干燥后的产物按质量分数比加注碳纤维10
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13份经各自精密计量的喂料器加入双螺杆挤出机挤出，碳纤维为长度为12
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20nm短纤维结构，并经450
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480℃温度的氧化煅烧处理5
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30min，再使用酸和碱依次处理煅烧后使其成中性，然后干燥处理后的碳纤维，注塑控温前段：245～270℃，中段：240～250℃，后段：230～240℃，喷嘴：250～270℃，模温：30～80℃，注塑压力：500～1000kg/cm2，螺杆转速：40～100rpm，得到产品；s5：产品脱膜后表面立即喷涂助剂，助剂为uv涂料，包含活性稀释单体、低聚树脂、光引发剂、第二附着力促进剂和稀释剂，利用产品脱膜余温加热助剂，并利用紫外光照射固化。
7.进一步的，在所述步骤s2中，采用如下质量分数的原反应料：pbt树脂原料45
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50份、丙烯酸类聚合物型扩链剂adr0.7
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0.9份、偶联剂0.8
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1.0份和抗氧剂0.02
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0.04份加注进入pbt料的生产设备中，预热控温至230～240℃并不断搅动。
8.一种高抗拉pbt料的生产设备，包括：制备罐和搅动驱动机构，所述制备罐的底端活动套接有套筒座，所述制备罐的顶面设有密封保压盖，所述搅动驱动机构的底面通过密封保压盖与制备罐的顶端密封连接，所述制备罐的外侧固定套接有位于套筒座内部的涡流加热线圈，所述制备罐的底面固定连接有卸料弯管，所述搅动驱动机构包括驱动电机、运动进气盘、搅拌杆和曝气分散机构，所述驱动电机的输出端通过运动进气盘与搅拌杆的顶端固定连接，所述曝气分散机构固定安装于搅拌杆的一端。
9.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动进气盘的内部转动安装有运动转轮，所述搅拌杆为圆管状长杆结构，所述运动转轮的周侧开设有若干进气槽且进气槽与搅拌杆的内腔相连通，所述运动进气盘的一侧开设有进气孔。
10.通过采用上述技术方案，在搅拌杆的转动中，通过高压气泵连接运动进气盘将保护器加压泵入制备罐的内部，对物料进行高温加压处理，利用高压进行pbt料高压除泡处理将pbt内部大量细密隙孔内气泡进行排出，提高pbt料的结构紧密度进一步提高pbt料的结构强度。
11.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述曝气分散机构的表面开设有若干出气孔，所述曝气分散机构的内部转动安装有曝气涡轮，所述搅拌杆的底端与曝气分散机构的内部相连通。
12.通过采用上述技术方案，在搅拌杆进气的过程中，气体推动曝气涡轮进行旋转运动，从而通过曝气涡轮反向推动进气进行曝散推出，均匀出气加压避免pbt料内部产生气泡。
13.本发明所取得的有益效果为：1.本发明中，通过在pbt料中加入碳纤维进行处理，并利用偶联剂进行pbt料和碳纤维参杂混揉，提高了碳纤维短枝在pbt树脂中的浸润性，增加了两者的相容性，从而提高了复合材料的力学性能，具有耐高温、拉伸强度高、弯曲强度高、和高抗拉性、等优点，提高pbt料的理化性质。
14.2.本发明中，通过对pbt料表面进行助剂喷涂和uv光固处理，涂覆一层紫外光固化涂料uv涂料、固化，形成所述紫外光固化涂层，修复碳纤维与pbt料交联混料的表面形成纳米缺陷，提高pbt料表面的硬度和耐磨性。
15.3.本发明中，通过采用高密封性搅动制备设备，将混料、加热进行一体化操作并在制备过程中通过保护气加压操作，利用高压进行pbt料高压除泡处理将pbt内部大量细密隙孔内气泡进行排出，提高pbt料的结构紧密度进一步提高pbt料的结构强度。
附图说明
16.图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；图2为本发明一个实施例的搅动驱动机构结构示意图；图3为本发明一个实施例的制备罐结构示意图；图4为本发明一个实施例的运动进气盘内部结构示意图；图5为本发明一个实施例的曝气分散机构结构示意图。
17.附图标记：100、制备罐；110、套筒座；120、密封保压盖；130、卸料弯管；140、涡流加热线圈；200、搅动驱动机构；210、驱动电机；220、运动进气盘；230、搅拌杆；；240、曝气分散机构；231、运动转轮；232、进气槽；；241、曝气涡轮。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
20.下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种高抗拉pbt料的配方、制备方法及其生产设备。
21.实施例1：结合图1
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5所示，本发明提供的一种高抗拉pbt料的配方、制备方法，包括以下步骤：s1：采用1.4
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丁二醇和对苯二甲酸二甲酸酯行酯交换反应，生成对苯二甲酸二丁酯，并脱除甲醇，再进行缩聚反应生产pbt树脂原料；s2：采用如下质量分数的原反应料：pbt树脂原料45
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50份、丙烯酸类聚合物型扩链剂adr0.3
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0.7份、偶联剂0.3
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0.8份和抗氧剂0.02
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0.04份加注进入pbt料的生产设备中，预热控温至230～240℃并不断搅动，偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷kh
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550、甲基丙烯酰氧和钛酸酯偶联剂101中的一种或多种组合，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂626按质量组份2：1.2进行混合的复配物；s3：装置加压接口连通压缩泵，通入氮气对反应装置内部进行加压并保持装置内腔气压为0.5
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0.6mpa，持续时间15
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20min；s4：将反应脱水干燥后的产物按质量分数比加注碳纤维10
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13份经各自精密计量的喂料器加入双螺杆挤出机挤出，碳纤维为长度为12
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20nm短纤维结构，并经450
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480℃温度的氧化煅烧处理5
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30min，再使用酸和碱依次处理煅烧后使其成中性，然后干燥处理后的碳纤维，注塑控温前段：245～270℃，中段：240～250℃，后段：230～240℃，喷嘴：250～270℃，模温：30～80℃，注塑压力：500～1000kg/cm2，螺杆转速：40～100rpm，得到产品；s5：产品脱膜后表面立即喷涂助剂，助剂为uv涂料，包含活性稀释单体、低聚树脂、
光引发剂、第二附着力促进剂和稀释剂，利用产品脱膜余温加热助剂，并利用紫外光照射固化。
22.uv涂料，以uv涂料的质量为基准，其中活性稀释单体的含量优选为1.0～2％；低聚树脂的含量优选为30～40％；光引发剂的含量为优选为0.8～1.6％；第二附着力促进剂的含量优选为0.5～2％；稀释剂的含量优选为40～50％；在该实施例中，低聚树脂采用有机硅树脂和4
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6官能度的聚氨酯丙烯酸酯，例如可以选自cn990，cn9006，1700b中的一种或几种，光引发剂为现有技术中的各种光引发剂，例如可以选自光引发剂1173，184中的一种或两种，第二附着力促进剂为氨基硅烷化合物，具体为本领域技术人员常用的各所公知，例如可以为德谦1121、美国联碳a
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1100和江汉精细化工公司的jh
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a110中的一种。
23.一种高抗拉pbt料的生产设备，包括：制备罐100和搅动驱动机构200，制备罐100的底端活动套接有套筒座110，制备罐100的顶面设有密封保压盖120，搅动驱动机构200的底面通过密封保压盖120与制备罐100的顶端密封连接，制备罐100的外侧固定套接有位于套筒座110内部的涡流加热线圈140，制备罐100的底面固定连接有卸料弯管130，搅动驱动机构200包括驱动电机210、运动进气盘220、搅拌杆230和曝气分散机构240，驱动电机210的输出端通过运动进气盘220与搅拌杆230的顶端固定连接，曝气分散机构240固定安装于搅拌杆230的一端。
24.在该实施例中，运动进气盘220的内部转动安装有运动转轮231，搅拌杆230为圆管状长杆结构，运动转轮231的周侧开设有若干进气槽232且进气槽232与搅拌杆230的内腔相连通，运动进气盘220的一侧开设有进气孔。
25.具体的，在搅拌杆230的转动中，通过高压气泵连接运动进气盘220将保护器加压泵入制备罐100的内部，对物料进行高温加压处理，利用高压进行pbt料高压除泡处理将pbt内部大量细密隙孔内气泡进行排出，提高pbt料的结构紧密度进一步提高pbt料的结构强度。
26.在该实施例中，曝气分散机构240的表面开设有若干出气孔，曝气分散机构240的内部转动安装有曝气涡轮241，搅拌杆230的底端与曝气分散机构240的内部相连通，在搅拌杆230进气的过程中，气体推动曝气涡轮241进行旋转运动，从而通过曝气涡轮241反向推动进气进行曝散推出，均匀出气加压避免pbt料内部产生气泡。
27.实施例2：与实施例1的区别在于，s1：采用1.4
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丁二醇和对苯二甲酸二甲酸酯行酯交换反应，生成对苯二甲酸二丁酯，并脱除甲醇，再进行缩聚反应生产pbt树脂原料；s2：采用如下质量分数的原反应料：pbt树脂原料45
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50份、丙烯酸类聚合物型扩链剂adr0.7
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0.9份、偶联剂0.8
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1.0份和抗氧剂0.02
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0.04份加注进入pbt料的生产设备中，预热控温至230～240℃并不断搅动，所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷kh
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550、甲基丙烯酰氧和钛酸酯偶联剂101中的一种或多种组合，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂626按质量组份2：1.2进行混合的复配物；s3：装置加压接口连通压缩泵，通入氮气对反应装置内部进行加压并保持装置内腔气压为0.5
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0.6mpa，持续时间15
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20min；s4：将反应脱水干燥后的产物按质量分数比加注碳纤维10
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13份经各自精密计量
的喂料器加入双螺杆挤出机挤出，碳纤维为长度为12
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20nm短纤维结构，并经450
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480℃温度的氧化煅烧处理5
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30min，再使用酸和碱依次处理煅烧后使其成中性，然后干燥处理后的碳纤维，注塑控温前段：245～270℃，中段：240～250℃，后段：230～240℃，喷嘴：250～270℃，模温：30～80℃，注塑压力：500～1000kg/cm2，螺杆转速：40～100rpm，得到产品；s5：产品脱膜后表面立即喷涂助剂，助剂为uv涂料，包含活性稀释单体、低聚树脂、光引发剂、第二附着力促进剂和稀释剂，利用产品脱膜余温加热助剂，并利用紫外光照射固化。
28.该实施例的优点在于：通过增加偶联剂和扩链剂含量比，提高pbt树脂原料的扩联接枝能力并增加与碳纤维的接枝效果，杂糅大量抗拉伸纤维结构，从而提高了复合材料的力学性能，进一步提升耐高温、拉伸强度高、弯曲强度高、和高抗拉性、等优点，提高pbt料的理化性质。
29.在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
31.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。