一種阻燃玻纖增強pet/pbt合金及其製備方法
2023-05-15 15:57:41 1
專利名稱：一種阻燃玻纖增強pet/pbt合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及熱塑性高分子材料技術領域，尤其涉及一種阻燃玻纖增強PET/PBT合 金及其製備方法。
背景技術：
PET (poly ethylene ter印hthalate，聚對苯二甲酸乙二 醇酯)是 1953 年由 Dupont公司最早實現工業化的線性熱塑性聚合物，是一種具有較高的熔融溫度(Tm)和玻 璃化溫度(Tg)的結晶性高聚物，能夠在較寬的溫度範圍內保持優良的物理性能和力學性 能，它的耐疲勞性、耐摩擦性優良，耐老化性優異，電絕緣性突出，對大多數有機溶劑和無機 酸穩定，而且生產能耗很低，加工性良好，因而被廣泛應用於合成纖維、薄膜和工程塑料等 領域，但由於PET的剛性使其結晶速度較慢，成型模具溫度高以及成型周期長的缺點，使其 在工程塑料領域中的應用受到了限制。而PBT(poly butylene ter印hthalate，聚對苯二甲酸丁二醇酯)分子鏈段柔性好 於PET，且力學性能好、熱變形溫度低、結晶速率較快。因此，研究和開發PET/PET合金具有重要的理論意義和實用價值。而且目前現有 技術中，電木粉屬於熱固性塑料，有不易回收、比重大，顏色單一(為灰黑色)、性質較脆、加 工困難等缺點，因此，如何尋找電木粉的替代品也是一個亟待解決的問題。
發明內容
本發明提供了一種阻燃玻纖增強PET/PBT合金及其製備方法，該合金結晶速率 快、力學性能和熱變形溫度高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩定、低翹曲、成本較低、可以 替代電木粉使用，且具有阻燃效果。本發明的技術方案是
一種阻燃玻纖增強PET/PBT合金，按質量百分含量由以下組分組成
PBT10 --42%
PET10 --42%
滷素阻燃劑7 12%
三氧化二銻3 5%
相容劑3 10%
抗氧劑0. 3 0. 9%
成核促進劑0. 5
複合成核劑3 8%
玻璃纖維10 --30%
加工助劑0. 4 1%。
上述阻燃玻纖增強PET/PBT合金的製備方法，包括
步驟一、按上述的質量百分含量稱取各組分，並將稱取的PET及130°C溫度下乾燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下乾燥2小時以上；步驟二、將乾燥處理後的PET、PBT、滷素阻燃劑、三氧化二銻、相容劑、抗氧劑、成核 促進劑、複合成核劑及加工助劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合後的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，將玻璃纖維從雙 螺杆中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒；其中，雙螺杆擠出機的溫度設置為一區200 210°C ；二區210 220°C ；三區 220 230°C ；四區230 240°C ；五區240 250°C ；六區240 250°C ；七區240 2500C ；八區250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺杆轉速控制在200 400r/min。本發明採用複合成核劑，輔以成核促進劑將PET和PBT融合製得PET/PBT合金，有 效的促進了 PET和PBT的融合，且該PET/PBT合金結晶速率快、力學性能好和熱變形溫度 高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩定、低翹曲、成本較低，而且含有商素阻燃劑和三氧化 二銻，具有阻燃效果；可以應用於電子電器、汽車等領域；且在一定的場合下完全可以用本 發明的PBT/PET合金來替代電木粉的使用，能克服電木粉的缺點，且表面質感能與電木粉 一樣。
具體實施例方式本發明PET和PBT融合製得PET/PBT合金，該PET/PBT合金，按質量百分含量由以 下組分組成PBT10 --42%PET10 --42%滷素阻燃劑7 12%三氧化二銻3 5%相容劑3 10%抗氧劑0. 3 0. 9成核促進劑0. 5 複合成核劑3 8%玻璃纖維10 --30%加工助劑0. 4 本發明採用複合成核劑，輔以成核促進劑將PET和PBT融合製得PET/PBT合金，有 效的促進了 PET和PBT的融合。且含有滷素阻燃劑和三氧化二銻，具有阻燃效果。其中PET可以為中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 83 0. 92分升/克；PBT可以為 中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 98 1. 1分升/克；相容劑可以為乙烯-甲基丙烯酸共聚 物EMA或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種；滷素阻燃劑可以為分子量20000 25000的溴化環氧樹脂或5% PBT為載體的溴 化聚苯乙烯母粒；該溴化聚苯乙烯母粒可以由美國雅寶公司生產，牌號為621。抗氧劑可以由主抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 和輔助抗氧劑亞磷酸三O · 4- 二叔丁基苯基)酯混合而成；成核促進劑可以為有機成核促進劑，如大分子羧酸及其鹽類、安息香酸鈉鹽等，該 成核促進劑具有降低熔融黏度，促進結晶速度、促進各組分的分散等作用；
複合成核劑可以由Bruggemarm P250 ( 一種有機成分與無機成分的成核助劑的優 化混合物)和3500目的滑石粉混合而成，該滑石粉為超細無機填料，具有成核作用；玻璃纖維可以為無鹼長纖，直徑為9 14μπι;加工助劑可以為對苯二甲酸丁二 醇酯的環狀低聚物，比如美國Cyclics公司CBT功能樹脂，該產品具有大環寡聚酯結構，可 以大幅度提高產品的流動性和加工性。本發明ΡΕΤ/ΡΒΤ合金的製備方法，包括步驟一、按上述所述的質量百分含量稱取各組分，並將稱取的PET及PBT在110 130°C溫度下乾燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下乾燥2小時以上；這是由 於PET及PBT易吸潮，因此，在共混改性前必須對其進行乾燥處理；步驟二、將乾燥處理後的PET、PBT、滷素阻燃劑、三氧化二銻、相容劑、抗氧劑、成核 促進劑、複合成核劑及加工助劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合後的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，將玻璃纖維從雙 螺杆中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒；雙螺杆擠出機可以用平行 雙螺杆擠出機，螺杆直徑35-75mm ；其中，雙螺杆擠出機的溫度設置為一區200 210°C ；二區210 220°C ；三區 220 230°C ；四區230 240°C ；五區240 250°C ；六區240 250°C ；七區240 2500C ；八區250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺杆轉速控制在200 400r/min。下面結合實施例對本發明做一詳細的闡述。其中在下述各個實施例中，主抗氧化 劑和輔助抗氧劑分別為瑞士汽巴產的Irganox 1010和168 ；成核促進劑採用有機成核促進 劑，商品牌號POLYCIZER A55 ；複合成核劑由Bruggemann P250和3500目的滑石粉混合而 成；加工助劑為美國Cyclics公司的CBT功能樹脂；滷素阻燃劑為分子量20000 25000的 溴化環氧樹脂或美國雅寶公司的5% PBT為載體的溴化聚苯乙烯母粒(牌號621)。實施例一將PET和PBT在110°C下乾燥4小時，其餘的助劑在70°C下乾燥2小時。稱取PET 42kg, PBT 18. ^g，溴化環氧樹脂Ukg，三氧化二銻:3kg，相容劑4kg，複合成核劑:3kg (其中 P2500. 5kg,滑石粉 3kg)，成核促進劑 Ikg,抗氧劑 10100. 3kg、1680. 3kg,潤滑劑 CBT 0. 9kg ； 然後在高速混合機中混合lOmin。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控制各段 溫度在一區210°C ；二區220°C ；三區230°C ；四區240°C ；五區250°C ；六區240°C ；七 區240°C;八區230°C;機頭溫度250°C，螺杆轉速350r/min，將玻璃纖維15kg從雙螺杆中 段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強PET/PBT合 金成品。實施例二將PET和PBT在120°C下乾燥4小時，其餘的助劑在60°C下乾燥2小時。稱取PET 10kg, PBT 38. :3kg，溴化環氧樹脂^ig,三氧化二銻4kg，相容劑10kg，複合成核劑^g (其中 P2505kg,滑石粉3kg)，成核促進劑Ikg,抗氧劑10100. Ikg, 1680. 2kg,潤滑劑CBT 0. 4kg ；然 後在高速混合機中混合lOmin。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控制各段溫度 在一區210°C ；二區220°C ；三區230°C ；四區240°C ；五區250°C ；六區250°C ；七區 2400C ；八區230°C ；機頭溫度250°C，螺杆轉速320r/min，將玻璃纖維20kg從雙螺杆中段 的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例三將PET和PBT在130°C下乾燥4小時，其餘的助劑在80°C下乾燥2小時。稱取PET 18kg, PBT 4 ,溴化環氧樹脂10kg，三氧化二銻^g，相容劑:3kg，複合成核劑4. ^cg (其 中P2500. 8kg，滑石粉3. 8kg)，成核促進劑0. 5kg，抗氧劑10100. 3kg, 1680. 6kg，潤滑劑CBT Ikg ；然後在高速混合機中混合IOmi η。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控制 各段溫度在一區210°C;二區220°C;三區230°C;四區240°C;五區250°C;六區240°C; 七區240°C;八區230°C;機頭溫度250°C，螺杆轉速200r/min，將玻璃纖維15kg從雙螺杆 中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強PET/PBT 合金成品。實施例四將PET和PBT在110°C下乾燥4小時，其餘的助劑在70°C下乾燥2小時。稱取PET 24kg, PBT 40kg,溴化環氧樹脂10kg，三氧化二銻^g，相容劑3. 2kg,複合成核劑5. 5kg (其 中P2505. 5kg)，成核促進劑Ikg,抗氧劑10100. 3kg, 1680. 6kg,潤滑劑CBT 0. 4kg ；然後在高 速混合機中混合lOmin。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控制各段溫度在一 區210°C ；二區220°C ；三區230°C ；四區240°C ；五區250°C ；六區240°C ；七區240°C ； 八區230°C ；機頭溫度250°C，螺杆轉速400r/min，將玻璃纖維IOkg從雙螺杆中段的玻纖 加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例五將PET和PBT在110°C下乾燥4小時，其餘的助劑在70°C下乾燥2小時。稱取PET 39kg，PBT 10kg,溴化環氧樹脂^g，三氧化二銻3. 7kg,相容劑3. 5kg,複合成核劑3. 5kg (其 中P2500. 5kg,滑石粉3kg)，成核促進劑Ikg,抗氧劑10100. 3kg, 1680. 6kg,潤滑劑CBT 0. 4kg ；然後在高速混合機中混合lOmin。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控 制各段溫度在一區210°C ；二區220°C ；三區230°C ；四區240°C ；五區250°C ；六區 2400C ；七區240°C ；八區230°C ；機頭溫度250°C，螺杆轉速320r/min，將玻璃纖維30kg 從雙螺杆中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強 PET/PBT合金成品。實施例六將PET和PBT在110°C下乾燥4小時，其餘的助劑在70°C下乾燥2小時。稱取PET 20kg, PBT 30kg,溴化環氧樹脂Ag，三氧化二銻3. 7kg,相容劑3. 5kg,複合成核劑3. 5kg (其 中P2500. 5kg,滑石粉3kg)，成核促進劑Ikg,抗氧劑10100. 3kg, 1680. 6kg,潤滑劑CBT 0. 4kg ；然後在高速混合機中混合lOmin。混合均勻的料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，控 制各段溫度在一區210°C ；二區220°C ；三區230°C ；四區240°C ；五區250°C ；六區 2400C ；七區240°C ；八區240°C ；機頭溫度250°C，螺杆轉速320r/min，將玻璃纖維30kg 從雙螺杆中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒，最後包袋成玻纖增強 PET/PBT合金成品。將實施例一至六的PET/PBT合金注塑成標準試樣，測試性能如下表1所示性能檢測標準實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6拉伸強度 MpaGB/T1040851128890.110110斷裂伸長 率％GB/T1040434433彎曲模量 MpaGB9341420052004500450046004700彎曲強度 MpaGB9341135160140140. 5165. 5165衝擊強度 KJ/m2GB/T104340454141. 545. 246.3熱變形溫 度 1. SMpaGB1634180205185. 2179. 2204.2200. 8表面光澤良好良好良好良好良好良好成型收縮 率(縱向/ 橫向)％GB/T1558 50. 14-0. 20/0. 22 8-0. 200. 18-0. 3 5/0.44-0 .590.54-0.7 0/0.41-0 .460. 18-0. 23/0.06 -0. 100. 23-0. 3 2/0. 45-0 .540. 18-0. 2 7/0.20-0 .21垂直燃燒 1. 6麗UL94VOVOVOVOVOVO 表 1從上表1可以看出，本發明製得的PET/PBT合金， 在拉伸強度、 斷裂伸長度、彎曲模 量、彎曲強度和衝擊強度方面的力學性能比較好、尺寸穩定、低翹曲；熱變形溫度比較高，而 且表面光澤良好；在縱向/橫向的成型收縮率比較低，結晶速率也比較快；垂直燃燒性能都 在VO以上，阻燃效果好；完全融合了 PBT和PET的優點，可以應用於電子電器、汽車等領域， 且在一定的場合下完全可以用本發明的PBT/PET合金來替代電木粉的使用，能克服電木粉 的缺點，且表面質感能與電木粉一樣。以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明 的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範 圍之內。
權利要求
1. 一種阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於，按質量百分含量由以下組分組成PBT10 --42%PET10 --42%滷素阻燃劑7 12%三氧化二銻3 5%相容劑3 10%抗氧劑0. 3 0. 9成核促進劑0. 5 複合成核劑3 8%玻璃纖維10 --30%加工助劑0. 4
2.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於PET為中高等粘度 的樹脂，特性粘度0. 83 0. 92分升/克；PBT為中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 98 1. 1分升/克。
3.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於滷素阻燃劑為分 子量20000 25000的溴化環氧樹脂或5% PBT為載體的溴化聚苯乙烯母粒。
4.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於相容劑為乙烯-甲 基丙烯酸共聚物EMA或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種。
5.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於抗氧劑由主抗 氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三 (2 · 4- 二叔丁基苯基)酯混合而成。
6.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於成核促進劑為有 機成核促進劑。
7.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於複合成核劑由 Bruggemann P250和；3500目的滑石粉混合而成。
8.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於玻璃纖維為無鹼 長纖，直徑為9 14 μ m。
9.根據權利要求1所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特徵在於加工助劑為對苯 二甲酸丁二醇酯的環狀低聚物。
10.一種如權利要求1至9任一權利要求所述的阻燃玻纖增強PET/PBT合金的製備方 法，其特徵在於，包括步驟一、按權利要求1所述的質量百分含量稱取各組分，並將稱取的PET及PBT在 110 130°C溫度下乾燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下乾燥2小時以上；步驟二、將乾燥處理後的PET、PBT、滷素阻燃劑、三氧化二銻、相容劑、抗氧劑、成核促進 劑、複合成核劑及加工助劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合後的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，將玻璃纖維從雙螺杆 中段的玻纖加入口加入，經熔融共混擠出、水冷、風乾、切粒；其中，雙螺杆擠出機的溫度設置為一區200 210°C ；二區210 220°C ；三區 220 230°C ；四區230 240°C ；五區240 250°C ；六區240 250°C ；七區240 250°C ；八區250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺杆轉速控制在200 400r/min。
全文摘要
本發明公開了一種阻燃玻纖增強PET/PBT合金及其製備方法，該PET/PBT合金按質量百分含量由以下組分組成PBT10～42％、PET 10～42％、滷素阻燃劑7～12％、三氧化二銻3～5％、相容劑3～10％、抗氧劑0.3～0.9％、成核促進劑0.5～1％、複合成核劑3～8％、玻璃纖維10～30％、加工助劑0.4～1％。本發明將PET和PBT融合製得PET/PBT合金，且該PET/PBT合金結晶速率快、力學性能好和熱變形溫度高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩定、低翹曲、成本較低，且在一定的場合下完全可以用本發明的PBT/PET合金來替代電木粉的使用。
文檔編號B29B9/06GK102070884SQ20101059024
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者萬東波, 申應軍, 鄭輝 申請人:深圳市富恆塑膠新材料有限公司