一種彈性體和微米粒子共混增韌增強pbt環保阻燃材料的製作方法
2023-10-10 18:33:14 2
一種彈性體和微米粒子共混增韌增強pbt環保阻燃材料的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其組分按質量百分數配比為：PBT50%～70%、無滷阻燃劑18%～25%、彈性體5%～20%、微米粒子5%～20%、表面處理劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.2～1.5%、抗氧劑0.1%～1%、光穩定劑0～0.5%。本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明所製得的PBT不但具有缺口衝擊強度高、韌性好，而且還保持有較好的強度，能大大提高剛性和耐熱性、加工性等，同時使用無滷阻燃劑具有安全、抑煙、無毒、環保、價廉等優點，其阻燃效能高，綜合性能優良，可用於製作電子、電氣、汽車工業、機械配件等的材料。
【專利說明】一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高分子材料，具體地說是一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
【背景技術】
[0002]聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種結晶型線形飽和聚酯樹脂，已被廣泛應用在電子電器、家電、汽車工業等行業，但由於其存在缺口衝擊強度低、脆性大、韌性不足、阻燃性低等缺點，限制它作為一種高分子結構材料在某些領域中的應用。現有技術採用彈性體增韌可以大幅度提高PBT的抗衝擊性能，但同時也造成其強度、剛度、耐熱性及加工性能的嚴重下降，同時成本也高；當採用剛性粒子增韌在一定條件下表現出同時增韌增強，但韌性的提高幅度有限。而對PBT阻燃改性通常是使用滷系阻燃劑，該阻燃劑的阻燃效果雖然很好，但在阻燃過程中產生二嗯英、呋喃等毒性物質，不能符合健康環保要求。
【發明內容】
[0003]鑑於上述現有技術存在的不足，本發明提供一種具有增韌、增強、增剛和滿足阻燃環保要求的彈性體和微米粒子共混增韌增強的PBT環保阻燃材料。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其組分按質量百分數配比為:PBT 50%~70%、無滷阻燃劑18%~25%、彈性體5%~20%、微米粒子5%~20%、表面處理劑0.1%~0.5%、潤滑劑0.2~1.5%、抗氧劑0.1%~1%、光穩定劑O~0.5%ο
[0005]所述的PBT為聚對苯二甲酸丁二醇酯，相對密度為1.31~1.35g/cm3，特性黏度為
0.85 ~1.2dl/g，熔點 220°C~ 2400C0
[0006]所述的無滷阻燃劑為有機磷系阻燃劑、有機矽系阻燃劑或氮系阻燃劑，其中，有機磷阻燃劑包括磷酸酯阻燃劑、亞磷酸酯阻燃劑、膦酸酯阻燃劑和有機磷鹽阻燃劑，有機矽系阻燃劑包括聚矽烷阻燃劑、聚矽氧烷阻燃劑和聚有機矽倍半矽氧烷阻燃劑，氮系阻燃劑包括三聚氰胺阻燃劑和三聚氰胺氰尿酸阻燃劑。
[0007]所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚彈性體、三元乙丙橡膠彈性體、丁腈橡膠彈性體、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體以及這些彈性體接枝馬來酸酐(R-g-MAH)的共聚物或接枝丙烯酸縮水甘油酯(R-g-GMA)的共聚物中的一種，其中R為彈性體。
[0008]所述的微米粒子為平均粒徑在I μ m~10 μ m之間的微米碳酸鈣、微米滑石粉、微米重晶石、微米硅藻土、微米高嶺土和微米雲母中的一種。
[0009]所述的表面處理劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂和矽烷偶聯劑中的一種。
[0010]所述的潤滑劑為聚矽氧烷、乙撐雙硬酯醯胺、EVA蠟和TAS-2A中的一種或幾種的混合物。[0011]所述的抗氧劑為主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物。
[0012]所述的光穩定劑為苯並三唑光穩定劑、二苯甲酮光穩定劑和受阻胺光穩定劑中的一種或幾種的復配物。
[0013]上述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料的製備方法，包括以下步驟:
(1)將PBT在130°C~140°C下乾燥3~5小時，含水率控制在0.03%以下，待用；
(2)將微米粒子與表面處理劑按重量配比稱取後，加入超聲振蕩發生器或不低於3000轉/分鐘的高速混合機中，於80°C~120°C溫度下攪拌10~60分鐘，使均勻分散，然後冷卻至低於40°C製得表面處理的微米粒子；
(3)按重量配比稱取彈性體，並與上述表面處理的微米粒子混合均勻，加入雙輥筒開煉機或密煉機中，於120°C~140°C混煉5~10分鐘，再經拉片、切料後製成彈性體/微米粒子母粒；
(4)按重量配比稱取乾燥處理後的PBT、無滷阻燃劑、潤滑劑、抗氧劑和光穩定劑，加入高速混合機，同時加入彈性體/微米粒子母粒,使充分混合3~10分鐘；
(5)再將步驟(4)的混合物加入同向雙螺杆擠出機中，控制螺杆轉速為200~500轉/分鐘，機筒溫度在205°C~240°C，通過雙螺杆擠出機共混、擠出造粒，即得一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
[0014]本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明所製得的PBT不但具有缺口衝擊強度高、韌性好，而且還 保持有較好的強度，能大大提高剛性和耐熱性、加工性等，同時使用無滷阻燃劑具有安全、抑煙、無毒、環保、價廉等優點，其阻燃效能高，綜合性能優良，可用於製作電子、電氣、汽車工業、機械配件等的材料。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0016]實施例1:
一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其組分按質量百分數配比為:PBT 60%、膦酸酯阻燃劑18%、乙烯-辛烯共聚彈性體10%、微米碳酸鈣10%、硬脂酸0.3%、聚矽氧烷0.6%、主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物0.8%、苯並三唑光穩定劑0.3%，其中，微米碳酸鈣的平均粒徑在I μ m~10 μ m之間。
[0017]製備方法:(1)將PBT在130°C~140°C下乾燥3~5小時，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)將微米碳酸鈣與硬脂酸按重量配比稱取後，加入超聲振蕩發生器或不低於3000轉/分鐘的高速混合機中，於80°C~120°C溫度下攪拌10~60分鐘，使均勻分散，然後冷卻至低於40°C製得表面處理的微米碳酸鈣；(3)按重量配比稱取乙烯-辛烯共聚彈性體，並與上述表面處理的微米碳酸鈣混合均勻，加入雙輥筒開煉機或密煉機中，於120°C~140°C混煉5~10分鐘，再經拉片、切料後製成乙烯-辛烯共聚彈性體/微米碳酸鈣母粒；
(4)按重量配比稱取乾燥處理後的PBT、膦酸酯阻燃劑、聚矽氧烷、主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物和苯並三唑光穩定劑，加入高速混合機，同時加入乙烯-辛烯共聚彈性體/微米碳酸鈣母粒，使充分混合3~10分鐘；(5)再將步驟(4)的混合物加入同向雙螺杆擠出機中，控制螺杆轉速為200~500轉/分鐘，機筒溫度在205°C~240°C，通過雙螺杆擠出機共混、擠出造粒，即得一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
[0018]實施例2:
一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其組分按質量百分數配比為:PBT 50%、磷酸酯阻燃劑18%、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體15%、微米碳酸鈣15%、硬脂酸鈣0.4%、乙撐雙硬酯醯胺1%、主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物0.4%、二苯甲酮光穩定劑0.2%,其中，微米碳酸鈣的平均粒徑在I μ m~10 μ m之間。[0019]製備方法:(I)將PBT在130°C~140°C下乾燥3~5小時，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)將微米碳酸鈣與硬脂酸鈣按重量配比稱取後，加入超聲振蕩發生器或不低於3000轉/分鐘的高速混合機中，於80°C~120°C溫度下攪拌10~60分鐘，使均勻分散，然後冷卻至低於40°C製得表面處理的微米碳酸鈣；(3)按重量配比稱取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體，並與上述表面處理的微米碳酸鈣混合均勻，加入雙輥筒開煉機或密煉機中，於120°C~140°C混煉5~10分鐘，再經拉片、切料後製成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體/微米碳酸鈣母粒；(4)按重量配比稱取乾燥處理後的PBT、磷酸酯阻燃劑、乙撐雙硬酯醯胺、主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物和二苯甲酮光穩定劑，加入高速混合機，同時加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體/微米碳酸鈣母粒，使充分混合3~10分鐘；(5)再將步驟(4)的混合物加入同向雙螺杆擠出機中，控制螺杆轉速為200~500轉/分鐘，機筒溫度在205°C~240°C，通過雙螺杆擠出機共混、擠出造粒，即得一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
[0020]實施例3:
一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其組分按質量百分數配比為:PBT 70%、聚矽烷阻燃劑18%、乙烯-辛烯共聚彈性體接枝馬來酸酐的共聚物5%、微米硅藻土 5%、矽烷偶聯劑0.1%、聚矽氧烷1.5%、主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物0.4%，其中，微米硅藻土的平均粒徑在lμm~10μm之間。
[0021]製備方法:(I)將PBT在130°C~140°C下乾燥3~5小時，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)將微米硅藻土與矽烷偶聯劑按重量配比稱取後，加入超聲振蕩發生器或不低於3000轉/分鐘的高速混合機中，於80°C~120°C溫度下攪拌10~60分鐘，使均勻分散，然後冷卻至低於40°C製得表面處理的微米硅藻土 ；(3)按重量配比稱取乙烯-辛烯共聚彈性體接枝馬來酸酐的共聚物，並與上述表面處理的微米硅藻土混合均勻，加入雙輥筒開煉機或密煉機中，於120°C~140°C混煉5~10分鐘，再經拉片、切料後製成乙烯-辛烯共聚彈性體接枝馬來酸酐的共聚物/微米硅藻土母粒；(4)按重量配比稱取乾燥處理後的PBT、聚矽烷阻燃劑、聚矽氧烷和主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物，加入高速混合機，同時加入乙烯-辛烯共聚彈性體接枝馬來酸酐的共聚物/微米硅藻土母粒，使充分混合3~10分鐘；(5)再將步驟(4)的混合物加入同向雙螺杆擠出機中，控制螺杆轉速為200~500轉/分鐘，機筒溫度在205°C~240°C，通過雙螺杆擠出機共混、擠出造粒，即得一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
【權利要求】
1.一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，其組分按質量百分數配比為:PBT 50%~70%、無滷阻燃劑18%~25%、彈性體5%~20%、微米粒子5%~20%、表面處理劑0.1%~0.5%、潤滑劑0.2~1.5%、抗氧劑0.1%~1%、光穩定劑O~0.5%。
2.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的PBT為聚對苯二甲酸丁二醇酯，相對密度為1.31~1.35g/cm3，特性黏度為 0.85 ~1.2dl/g，熔點 220°C~ 240。。。
3.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的無滷阻燃劑為有機磷系阻燃劑、有機矽系阻燃劑或氮系阻燃劑，其中，有機磷阻燃劑包括磷酸酯阻燃劑、亞磷酸酯阻燃劑、膦酸酯阻燃劑和有機磷鹽阻燃劑，有機矽系阻燃劑包括聚矽烷阻燃劑、聚矽氧烷阻燃劑和聚有機矽倍半矽氧烷阻燃劑，氮系阻燃劑包括三聚氰胺阻燃劑和三聚氰胺氰尿酸阻燃劑。
4.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚彈性體、三元乙丙橡膠彈性體、丁腈橡膠彈性體、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚彈性體、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚彈性體以及這些彈性體接枝馬來酸酐(R-g-MAH)的共聚物或接枝丙烯酸縮水甘油酯(R-g-GMA)的共聚物中的一種，其中R為彈性體。
5.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的微米粒子為平均粒徑在I μ m~10 μ m之間的微米碳酸鈣、微米滑石粉、微米重晶石、微米硅藻土、微米高嶺土和微米雲母中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的表面處理劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂和矽烷偶聯劑中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的潤滑劑為聚矽氧烷、乙撐雙硬酯醯胺、EVA蠟和TAS-2A中的一種或幾種的混合物。
8.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的抗氧劑為主抗氧劑1076和輔助抗氧劑168的復配物。
9.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料，其特徵在於，所述的光穩定劑為苯並三唑光穩定劑、二苯甲酮光穩定劑和受阻胺光穩定劑中的一種或幾種的復配物。
10.根據權利要求1所述的一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)將PBT在130°C~140°C下乾燥3~5小時，含水率控制在0.03%以下，待用； (2)將微米粒子與表面處理劑按重量配比稱取後，加入超聲振蕩發生器或不低於3000轉/分鐘的高速混合機中，於80°C~120°C溫度下攪拌10~60分鐘，使均勻分散，然後冷卻至低於40°C製得表面處理的微米粒子； (3)按重量配比稱取彈性體，並與上述表面處理的微米粒子混合均勻，加入雙輥筒開煉機或密煉機中，於120°C~140°C混煉5~10分鐘，再經拉片、切料後製成彈性體/微米粒子母粒；(4)按重量配比稱取乾燥處理後的PBT、無滷阻燃劑、潤滑劑、抗氧劑和光穩定劑，加入高速混合機，同時加入彈性體/微米粒子母粒,使充分混合3~10分鐘； (5)再將步驟(4)的混合物加入同向雙螺杆擠出機中，控制螺杆轉速為200~500轉/分鐘，機筒溫度在205°C~240°C，通過雙螺杆擠出機共混、擠出造粒，即得一種彈性體和微米粒子共混增韌增強PBT環保阻燃材料。
【文檔編號】C08K3/26GK103709621SQ201210368753
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優先權日:2012年9月29日
【發明者】不公告發明人 申請人:青島欣展塑膠有限公司