一种改性PBT材料及其制备方法与流程

一种改性pbt材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及pbt材料技术领域，具体涉及一种改性pbt材料及其制备方法。


背景技术：

2.pbt是聚对苯二甲酸丁二醇酯的简称，与聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)、聚苯醚(ppo)及聚甲醛(pom)统称为五大工程塑料。pbt是由精对苯二甲酸(pta)和1，4
‑
丁二醇(bdo)，在以含钛化合物作为催化剂的条件下，经过酯化和缩聚而成。由于pbt具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，因而广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，同时pbt还在纤维，薄膜等领域有重要的应用。
3.由于pbt具有良好的力学性能，耐热、耐湿、防水防潮、耐油、耐化学腐蚀、电绝缘好，成型加工生产率高，价格适中，等优点，但单独使用时也存在热变形温度低、易燃烧、制件收缩翘曲、机械性能不突出，特别是制品缺口冲击强度不高等缺点，所以pbt很少单独使用。大都要经过改性才能应用，特别在电子领域中尤其突出。由于普通型的pbt其特点是分子量小，特性粘度低，熔体流动速率高，机械强度相对较低，因此不能直接用作光缆带缆。近年来，随着技术的进步，通过一些助剂来增加pbt的粘度和强度，提高其性能。合格的pbt材料才能用于光纤的套塑，也就是将pbt材料形成塑管套设于光纤外。为了减少成本，各大公司的生产速度上升到600m/min甚至更高，工艺的变动使得对材料的要求变高，目前的材料测试抗侧压在800n，屈服强度50
‑
55mpa，拉伸弹性模量2100
‑
2150mpa。目前使用是pbt固相增粘技术，无法改变pbt材料本身的机械性能。在高速生产的条件下，pbt制成套管成型后出现线径波动，壁厚不一，抗侧压不合格，套管偏软的情况，这种材料使用时必须降速生产，给各大光缆厂商带来比较大的生产成本。cn110437591b本发明公开了一种光缆用高粘度pbt材料及其制备方法，其工艺繁琐，对工人操作不友好，物料成本高，机械性能有待提高。
4.因此，获得一种高机械性能的pbt材料，是本领域技术人员亟待解决的主要难题之一。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种适于高速生产，抗侧压性能强、强度大，硬度高，拉伸弹性模量大的改性pbt材料。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种改性pbt材料，其特征在于，包括以下重量配比的原材料：粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt：80
‑
90份、成核剂：5
‑
10份、耦合配体：0.5
‑
2.5份、抗氧化剂：0.01
‑
0.05份、增白母料：0.01
‑
0.05份、分散剂0.05
‑
0.1份。
7.加入成核剂后，利用其来提供晶体生长所用的成核点，使得结晶速度加快，从而使得在较高温度下进行结晶，而结晶温度表示高的成核功效，其最终体现在制造部件上来说，高成核功效通常意味着快的加工周期和更理想的物理性能例如硬度、拉伸弹性模量、强度、抗侧压性能等。利用x射线衍射分析，加入成核剂的晶体结构与pbt熔体的分子结构趋于一致，两都混合后，熔体透明。添加成核剂进行改性，加快pbt结晶度，适应于客户的高速生产，
同时结晶度提升也会加大材料的机械性能，提升套管的抗侧压要求。
8.优选的技术方案是成核剂为cha
‑
1和cha
‑
2的质量比(0.2
‑
1)：(0.5
‑
1)混合而成。
9.进一步优选的技术方案是成核剂为cha
‑
1、cha
‑
2和cha
‑
3的质量比(0.2
‑
1)：(0.5
‑
1)：(0.5
‑
2)混合而成。
10.耦合配体在材料参与键结时至少会提供一个电子，形成共价键或络合配位，稳定容易反应的原料。同时增加原料配合性，降低分子间内能，共同形成协同作用，分子稳定，从而材料力学性能得到进一步提升。
11.优选的耦合配体为三环己基膦、联二萘酚、双(二苯基膦)二茂铁中的至少一种。
12.抗氧剂起到抑制或延缓材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化。抗氧剂要求在加工过程与固相增黏过程中防止黄变，同时抗氧剂的吸水性要小，同时抗氧剂的融熔温度＞200℃。
13.优选的抗氧化剂是抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
14.另外分散剂应与pbt相容，且不能改变pbt结晶后的颗粒颜色。
15.本发明另一目的在于提供一种改性pbt材料的制备方法。其中包括以下步骤：
16.步骤一：先将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt与分散剂、耦合配体混合后倒入双螺杆挤出机的1#喂料口，再将抗氧化剂、增白母料及成核剂混合后倒入双螺杆挤出机的2#喂料口；
17.步骤二：设定双螺杆挤出机的温度在220
‑
245℃；
18.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
19.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
20.本发明的优点和有益效果在于：通过对pbt材料的改性，pbt材料能够达到对于生产速度600米/分钟以上的要求。本发明抗侧压性能达到1000n以上，强度达到55mpa以上，硬度达到75hd以上，拉伸弹性模量达到2300mpa以上。本发明原料成本低廉，所得改性pbt材料，机械性能稳定，成本优势明显，具有较强的应用前景。
具体实施方式
21.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
22.实施例1
23.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
24.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt80份与分散剂0.05份、耦合配体三环己基膦0.5份，混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.01份、增白母料0.01份及cha
‑
1：cha
‑
2为0.2：0.5质量比的成核剂5份混合后倒入2#喂料口；
25.步骤二：设定温度在220℃；
26.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
27.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
28.实施例2
29.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
30.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt 90份与分散剂0.1份、耦合配体联二萘酚2.5份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.05份、增白母料0.05份及cha
‑
1：cha
‑
2为1：1质量
比成核剂10份混合后倒入2#喂料口；
31.步骤二：设定温度在245℃；
32.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
33.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
34.实施例3
35.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
36.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt 90份与分散剂0.05份、耦合配体双(二苯基膦)二茂铁2份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.01份、增白母料0.01份及cha
‑
1：cha
‑
2为0.2：1质量比的成核剂5份混合后倒入2#喂料口；
37.步骤二：设定温度在220℃；
38.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
39.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
40.实施例4
41.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
42.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt 90份与分散剂0.05份、耦合配体三环己基膦2份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.01份、增白母料0.01份及cha
‑
1：cha
‑
2为1：0.5质量比的成核剂5份混合后倒入2#喂料口；
43.步骤二：设定温度在220℃；
44.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
45.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
46.实施例5
47.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
48.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt80份与分散剂0.1份、耦合配体双(二苯基膦)二茂铁2.5份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.04份、增白母料0.05份及cha
‑
1：cha
‑
2：cha
‑
2为0.2:0.5:0.5质量比的成核剂10份混合后倒入2#喂料口；
49.步骤二：设定温度在235℃；
50.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
51.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
52.实施例6
53.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
54.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt85份与分散剂0.07份、耦合配体联二萘酚2.5份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.05份、增白母料0.04份及cha
‑
1：cha
‑
2：cha
‑
2为1:1:2质量比的成核剂7份混合后倒入2#喂料口；
55.步骤二：设定温度在245℃；
56.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
57.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
58.实施例7
59.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
60.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt80份与分散剂0.1份、耦合配体双(二苯基膦)
二茂铁2.5份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.04份、增白母料0.05份及cha
‑
1：cha
‑
2：cha
‑
2为0.2:0.5:2质量比的成核剂10份混合后倒入2#喂料口；
61.步骤二：设定温度在235℃；
62.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
63.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
64.实施例8
65.一种改性pbt材料的制备方法，其中包括以下步骤：
66.步骤一：将粘度为0.8
‑
1.0dl/g的pbt80份与分散剂0.1份、耦合配体双(二苯基膦)二茂铁2.5份混合后倒入1#喂料口，再将抗氧化剂0.04份、增白母料0.05份及cha
‑
1：cha
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2：cha
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2为1:0.5:1.5质量比的成核剂8份混合后倒入2#喂料口；
67.步骤二：设定温度在235℃；
68.步骤三：经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出机共混熔融造粒；
69.步骤四：得pbt成核母粒材料，成品冷却、包装。
70.对比例
71.对比例以实施例1为基础，区别在于，对比例1中不包括成核剂，对比例2中不包括耦合配体。
72.实施例1
‑
8的一种改性pbt材料与对比例实验结果
[0073][0074]
通过对比可以看出对比例1中不包括成核剂其性能数据下降明显，抗侧压性能只有970n，同时对比例2不包括耦合配体，其性能数据相比几个实施例也不够优越，可以推导出成核剂与耦合配体都对发明性能有着关键影响。综上所述本发明满足生产速度750米/分钟以上，甚至能达到850米/分钟的生产速度，抗侧压性能达到1000n以上，性能优越。强度达到55mpa以上，硬度达到75hd以上，拉伸弹性模量达到2300mpa以上，并且具有成本价格优势。
[0075]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，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。