[发明专利]金属纤维增强PBT树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PBT树脂，特别是涉及一种金属纤维增强PBT树脂及其制备方法。

背景技术

材料特性，如材料的热膨胀系数、导热系数、弹性模量、材料固有强度、断裂韧性等。一般地讲，热膨胀系数越小，材料因温度变化而引起的体积变化小，相应产生的温度应力小，抗热震性越好；热导率大，材料内部的温差越小，由温差引起的应力差越小，抗热震性越好；材料固有强度越高，承受热应力而不致破坏的强度越大，抗热震性好；弹性模量越大，材料产生弹性变形而缓解和释放热应力的能力越强，抗热震性越好。另外，形状相对简单、外形相对均匀的构件抗热震性能要好于形状复杂、结构不均匀的构件。

材料在热震中产生的新裂纹，以及新裂纹与原有裂纹扩展造成的开裂、剥落、断裂等状况，称为热震损伤。热震损伤是热应力作用的结果。材料在温度变化时，变形受到抑制所产生的应力为热应力。线性热膨胀系数不同的多相物体在温度变化时，均匀热膨胀的物体受到温度梯度作用时，以及相变时，都会产生热应力。热应力与材料的弹性模贡及弹性应变成正比，而弹性应变等于线膨胀系数和温度变化的乘积。

随着塑料行业循序渐进的发展，越来越多的塑料产品对其结构设计、尺寸精度、尺寸稳定性、装配和紧固的要求也愈来愈高。一方面，根据塑料制品使用目的，在制品中放置适合的金属嵌件，可以提高塑件局部的机械强度、耐磨性、电性能，增加塑料尺寸和形状的稳定性，提高产品精度；另一方面，可降低金属制件的重量，降低金属制件被腐蚀的可能性，提高产品使用可靠性等。然而，塑料与金属嵌件结合后，易产生较大应力，在高低温循环状态下，应力释放后造成制品开裂，特别是当塑料中添加无机材料增强后更加明显，如添加玻璃纤维后，塑料与金属嵌件结合后制品非常容易开裂、断裂。材料这种抗开裂的性能称之为抗热震性，指材料在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力的重要指标。针对目前易开裂的现状，需要改善抗热震性。

该发明是将一种或多种金属纤维填料组合物加入到PBT树脂中，以改善PBT树脂的抗热震性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属纤维增强PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）树脂，使PBT树脂具有良好的抗热震性，减少PBT树脂与金属嵌件制品开裂的现象。

本发明的另一目的在于提供该金属纤维增强PBT树脂的制备方法。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，含有以下组分：

60~80wt%PBT树脂；

10~30wt%金属纤维；

0~10wt%增韧剂；

0~1wt%抗氧剂；

0.5~2wt%加工助剂。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述PBT树脂为特性粘度为0.74、0.84、1.0、或1.2的PBT中的一种或两种以上的复配物。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述金属纤维为不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维、镍纤维、铜合金纤维中一种或两种以上的复配物。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述金属纤维的直径为0.5-50微米，平均长度为0.5-3微米。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述金属纤维为经过偶联剂进行表面处理的金属纤维；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂一种或一种以上复配物等。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物中的一种或两种以上的复配物。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、有机硫抗氧剂中的一种或两种以上的复配物。如246、264、1010、1076、168等，防止加工和长时间实际使用过程中PBT树脂的氧化。

本发明的金属纤维增强PBT树脂，所述加工助剂为增塑剂、成核剂、润滑剂、脱模剂、光稳定剂、颜料、染料中的一种或多种。

本发明的金属纤维增强PBT树脂的制备方法，将PBT树脂在120~140℃下干燥4~6小时，使其水分小于0.02%，将PBT树脂、增韧剂、抗氧剂和其它加工助剂高速充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机，通过螺杆的输送、剪切和混炼，物料熔化、复合，在挤出机下游加入金属纤维，再经挤出、冷却、干燥后获得所述金属纤维增强PBT树脂，其中，喂料转速控制在250~350rpm，螺杆挤出机各分区温度保持在200~240℃，螺杆转速250rpm~350rpm，挤出机上的真空泵将小分子低沸点物质和水分抽出，控制挤出机内的真空度低于0.06MPa。