汽车外形的流线型和个性化设计要求使得车灯与装饰框之间的距离越来越近，前大灯灯泡瓦数逐步增 加导致材料加速老化变形、车灯结雾等问题，因此对车灯装饰圈材料耐热、VOC含量等要求越来越高。

车灯装饰圈真空蒸镀需要经过表面清洁、底涂、烘烤后真空镀膜、喷漆等环节，喷涂底漆可解决零件表面光泽度低、不光滑平整等缺点。因此众多厂家推出低VOC含量的PBT树脂来满足汽车内饰部件、前大灯饰框、高端电子电器等的要求。PBT合金、免底涂PBT由于具有良外观、较高的表面的光泽度，可省去喷涂底漆、减少制造环节、改善车间环境，实现了低雾度、环保、大大降低成本。

PBT树脂中端羧基含量是衡量其品质的重要指标，一方面端羧基的存在使得分子链活性提高，当受到高温等外部条件容易发生降解产生小分子物质；另一方面端羧基的存在容易引发PBT水解反应，分子量下降、黏度降低，影响制件力学性能。低挥发型PBT基础树脂成为化工企业的开发重点，改性生产的车灯饰框用免喷涂型改性PBT工程塑料受到主机厂的推崇。

综合以上问题，本文通过筛选不同PBT树脂、抗氧剂复配后得到低雾度车灯装饰圈用PBT材料，并采用静态顶空比较不同配方的VOC含量，分析小分子析出物质种类，研究挤出机螺杆组合、酯交换抑制剂对材料挥发成雾后光泽度变化的影响。

表1 PBT配方(质量分数，％)

表2 PBT／PET合金配方(质量分数，％)

1、性能测试

1.1 挥发性物质含量的测量

进行GS-MS测试。首先准确称取5.0mg的苯酚(分析纯)，加入丙酮配置为100 ml的苯酚溶液；称取2gPBT样品于测试瓶中；用微量进样器准确量取0.02 ml苯酚溶液注入测试瓶中，测试瓶在150℃下预热处理60 min。以苯 酚峰强(面积)A。为基准，PBT产品中各挥发组分相对于苯酚的相对峰强A1/A0。，进而计算挥发组分的相对含量C1。

1.2 拉伸强度测试

按照ISO 527-2: 2012标准，测试速率为10 mm/min；弯曲强度按照ISO 178：2010标准，测试速率为2 mm/min；冲击强度按照ISO 179-1：2010标准。

1.3 挥发成雾性测试

采用直径80 mm、厚度2 mm 的圆板在160℃下加热24 h，挥发物会凝结在一片经 21℃冷却的玻璃板上，采用600光泽度仪测量其反射率(R)，并与空白玻璃的反射率(‰)比较，计算出被测物质前后的光泽度反射系数(FR)：FR=(R/R0)x100。

2、 结果与讨论

2.1 原料小分子挥发含量的分析

PBT合成采用对苯二甲酸二苯酯(DMT)与l, 4-丁二醇进行酯交换反应，反应过程中会产生四氢呋喃(THF)和甲醇副产物，酯交换预聚物需要在真 空条件下进行缩合，从而有利于小分子物质的脱 离。

图1、2为不同PBT树脂静态顶空的GC-MS谱图，图2峰强度和出峰位置明显少于图1，结合表 3 来看，PBT-4树脂VOC含量最低，且THF在PBT小分子物质中含量占比高，是PBT树脂中的主要残留小分子物质。

图1 PBT-1 GC-MS谱图

图2 PBT-4 GC-MS谱图

表3 静态顶空GC-MS测试不同PBT的VOC结果

图3为不同PBT树脂的光泽度反射系数对比，表明PBT树脂小分子挥发物质含量差别较大，在合成过程残留的THF会以游离态形式残留在树脂中，从而使得小分子物质含量较高，且经过注塑机高温螺杆剪切后小分子物质含量会进一步上升，影响车灯饰圈长期使用效果。

图3不同PBT树脂的光泽度反射系数对比图

图4为不同抗氧剂添加到PBT-4树脂经过挤出机后的挥发成雾性测试结果，与图3数据相比 材料光泽度反射系数下降38.7％，在高温挤出过程中链段运动加剧，且受到螺杆剪切等外力作用使得小分子物质明显增多，光泽度变差。不同抗氧剂复配效果差异明显，受阻酚和硫醚类抗氧剂复配效果最佳，受阻酚类主抗氧剂通过终止反应阻止聚合物中自由基的破坏作用，硫醚类抗氧剂通过清除聚合物中存在的氢过氧化物，实现辅助抗氧。

图4 抗氧剂对PBT光泽度反射系数影响对比图

2.2 加工工艺对PBT外观的影响

采用PBT-4树脂、受阻酚和硫醚类抗氧剂按照比例混合均匀，在240℃下经过同向啮合双螺杆挤出机挤出，螺杆组合中包括输送元件、混合元件及剪切元件等，通过螺杆组合达到分散/剪切两种效果。图5为采用的两种不同螺杆组合，结合表4发现不同螺杆组合对材料的力学性能无影响，但对材料光泽度具有较大的影响，A螺杆组合明显优于B螺杆组合；B螺杆后段剪切强度明显高于A螺杆，剪切越强，光泽度越低，这是由于在强剪切和高温条件作用下使得材料特性黏度降低，分子链运动加剧，导致材料降解， 产生较多的小分子物质。

表4 螺杆组合对材料性能的影响

图5 A&B螺杆组合

2.3 酯交换抑制剂对材料光泽度的影响

在共混体系中，当PBT和PET的质量比越接近1 时，共混体系相分离情况越明显，由此也可以推测，在共混体系中随着比例的不同发生了不同程度的酯交换反应，合金相分离的程度随着组分比例的不同而不同。PBT/PET共混物的酯交换过程主要包含分子链 的羟基和酯基的醇解、酸解和酯基间的直接酯交换反应，随着酯交换反应程度的加深，体系中先形成嵌段共聚物，之后进一步转化为无规共聚物，从而使得结晶度下降，降低PBT／PET合金性能。

表5 PBT/PET合金的性能

图6 酯交换抑制剂对PBT/PET合金光泽度反射系数的影响

本文按照表2配方添加不同酯交换抑制剂以减少分子链断裂。从表5给出的力学性能结果来看，添加 酯交换抑制剂后弯曲模量明显提升，这是由于减少了 嵌段共聚物和无规共聚物的生成，防止破坏树脂结晶 度，从而力学性能明显优于未添加酯交换抑制剂。将图6中1#。与图4中6#相对比，加入PET后，光泽度反射系数提升11.4％，加入DHPP/环氧树脂/TPP后 三者光泽度反射系数接近，TPP效果最佳，能满足车灯饰圈良外观、高光泽度的要求，且酯交换抑制剂的 添加使得PBT/PET合金在注塑高温螺杆剪切过程中， 减少酯交换反应的发生，防止小分子物质的产生。

3、结论

1)本文筛选出了小分子物质含量低的PBT树脂，受阻酚和硫醚类抗氧剂复配可提高材料光泽度，减少小分子物质产生，并通过静态顶空分析发现小分子物质主要为四氢呋喃。

2)螺杆组合后段剪切越强，产生较多的小分子物质，光泽度变差，不利于车灯饰圈的应用。

3)酯交换抑制剂可减少嵌段共聚物和无规共聚物的生成，明显提高合金材料光泽度，防止酯交换反应的发生，满足不同环境下的使用要求。通过分析小分子物质产生原因，优选了PBT树脂、抗氧剂、挤出机加工工艺、酯交换抑制剂，得到良外观、低雾度车灯装饰圈用PBT材料，对实际生 产有较大帮助。