一種無滷阻燃pbt材料及製備方法
2023-09-22 02:48:25
專利名稱：一種無滷阻燃pbt材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種無滷阻燃PBT材料及製備方法。
背景技術：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PBT)具有價格低廉，具有優良的加工性能，機械性能，耐熱老化性，耐溶劑性，對水穩定性，電氣性能等特性，因此，20世紀60年代便開始了作為工程塑料的應用開發。目前PBT工程塑料已應用於汽車、電機、電子、家用電器及機械等行業。電子電器中的元件在過載、短路等情況下會造成局部過熱並可能引起燃燒，因此， 電子電器產品中的部件的著火危險必須降低到一定程度。2010年，IEC60335-1標準要求非金屬材料灼熱絲起燃溫度(Glow-wire Ignitability Test，GWIT)從750°C提高到850°C以上。目前，少數改性廠家用尼龍能達到這一要求，但是尼龍的價格很高，阻燃尼龍需添加的阻燃劑也較多，如果用PBT能達到這些要求，在成本上會更具優勢。
發明內容
本發明為克服目前符合2010年，IEC 60335-1標準要求非金屬材料灼熱絲起燃溫度從750°C提高到850°C以上，提供一種無滷阻燃PBT材料及製備方法。本發明為實現其目的而採用的技術方案是一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於， 其組成按重量配比為PBT樹脂50-55 份；
復配阻燃劑7-10 份；
無機阻燃劑1. 5-2 份；
復配成核劑1-2 份；
增韌劑2-3 份；
玻璃纖維25-30 份；
潤滑劑0. 1-0. 5 份；
抗氧劑0. 1-0. 5 份。
進一步的，上述的一種無滷阻燃PBT材料中
f述的復配阻燃劑為甲苯基二苯基磷酸酯與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配；MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽與APP聚磷酸銨復配；0P1240與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配；0P1240與MCA三聚氰胺氰尿酸鹽復配。所述無機阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅、MCA三聚氰胺氰尿酸鹽、MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽、 APP聚磷酸銨。所述複合成核劑為長鏈羧酸鹽與滑石粉按1 3的重量比復配而成。所述玻璃纖維為無鹼增強玻璃纖維，使用巨石長纖維。所述增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、聚乙烯辛烯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、鄰苯二甲酸二烯丙酯-氯乙烯共聚物。所述潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺及其改性物、聚矽氧烷的一種或幾種組合物。
所述抗氧化劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種。一種無滷阻燃增強PBT材料的製備方法的技術方案包括以下步驟1)按配方稱取物料；2)將物料倒入攪拌桶中攪拌5-10分鐘，攪拌轉速為300-800轉/分鐘；3)將混合好的原料投入到雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，在生產過程中從擠出機中段加入長玻璃纖維，加工工藝如下雙螺杆擠出機一區200-210°C、二區210-230°C、三區 210-230°C、四區 210-230 "C、五區 200-220°C、六區 200-220 "C、七區 200-220°C、八區 210-2300C ；螺杆轉速350-500轉/分鐘。本發明的效益為1)本發明通過無滷阻燃劑復配實現PBT材料的GWIT在850°C以上；2)本發明製得PBT材料的物理機械性能優異。在PA6/ABS合金中應用，比較與傳統的SMA和ABS_g_MAH效果更好。本發明通過調整甲苯基二苯基磷酸酯、次膦酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、磷酸鹽和氮系阻燃劑混合物的配比可得到灼熱絲點燃溫度大於850°C、物理機械性能優異的阻燃增強 PBT材料，其阻燃效果超過滷素阻燃劑十溴二苯乙烷。
具體實施例方式本發明的一種阻燃增強PBT材料由以下材料按重量配比製成PBT 樹脂50-55 份；復配阻燃劑 7-10份；無機阻燃劑 1. 5-2份；復配成核劑 1-2份；增韌劑2-3份；玻璃纖維 25-30份；潤滑劑0. 1-0. 5 份；抗氧劑0.1-0. 5 份。其中，所述PBT樹脂為聚對苯二甲酸丁二醇酯，其相對密度為1.321，熔點為220 230°C，粘度為0. 61 0. 72P -S ；復配阻燃劑為甲苯基二苯基磷酸酯與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配；MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽與APP聚磷酸銨復配；0P1240與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配；0P1240與MCA三聚氰胺氰尿酸鹽復配；無機阻燃劑為三氧化二銻和硼酸鋅或 APP聚磷酸銨；複合成核劑為長鏈羧酸鹽與滑石粉按1 3的重量比復配而成；玻璃纖維為無鹼增強玻璃纖維(巨石短纖534)；增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、聚乙烯辛烯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物和鄰苯二甲酸二烯丙酯-氯乙烯共聚物中的一種(市售PTW，AX-8900等)；潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺及其改性物、聚矽氧烷中的一種或幾種組合物；抗氧化劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種或幾種混合物(市售型號1010，168，PW-225 等)。實施例1將重量比PBT 55份、甲苯基二苯基磷酸酯6份、BPP過氧化特戊酸特丁酯4份、 三氧化二銻1份、硼酸鋅0. 5份、增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑 0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘，再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長玻璃纖維25份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區 250°C、五區220°C、六區220°C、七區2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。實施例2將重量比PBT 55份、MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽與APP聚磷酸銨混合物10份、 三氧化二銻1份、硼酸鋅0. 5份、增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑 0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘，再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖25份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區沈0°C、四區250°C、 五區220°C、六區220°C、七區2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。實施例3將重量比PBT 53份、0P1240 5份、BPP過氧化特戊酸特丁酯5份、三氧化二銻1 份、硼酸鋅0. 5份、增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘，再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖30份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區250°C、五區220°C、 六區220°C、七區2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。實施例4將重量比PBT 53份、OP 1240 5份、MCA三聚氰胺氰尿酸鹽5份、三氧化二銻1份、 APP聚磷酸銨0. 5份、增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘，再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖30份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區250°C、五區220°C、 六區220°C、七區2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。對比例1將重量比PBT 55份、8010十溴二苯乙烷10份、三氧化二銻1份、硼酸鋅0.5份、 增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘， 再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖25份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區250°C、五區220°C、六區220°C、七區 2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。對比例2將重量比PBT 55份、甲苯基二苯基磷酸酯10份、三氧化二銻1份、硼酸鋅0. 5份、 增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘， 再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖25份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區250°C、五區220°C、六區220°C、七區 2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。對比例3將重量比PBT 53份、MCA三聚氰胺氰尿酸鹽10份、三氧化二銻1份、硼酸鋅0. 5份、增韌劑2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘， 再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖30份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區260°C、四區250°C、五區220°C、六區220°C、七區 2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。對比例4將重量比PBT 53份、0P1240 10份、三氧化二銻1份、APP聚磷酸銨0. 5份、增韌劑 2. 5份、複合成核劑1. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 4份在攪拌桶中攪拌5分鐘，再經雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，同時從擠出機中段添加長纖30份。其加工工藝如下雙螺杆擠出機一區230°C、二區250°C、三區洸0°C、四區250°C、五區220°C、六區220°C、七區2230°C，八區240°C ；螺杆轉數控制在450轉/分鐘。性能評價標準及性能指標將上述方法完成造粒的粒子物料先在鼓風烘箱中110-120°C的條件下乾燥3-5小時，然後用將乾燥好的粒子物料用注射成型機製成樣條測試。實施例與對比例的性能分別如表1和表2 表 權利要求
1. 一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於，其組成按重量配比為(份)PBT樹脂50-55 份；復配阻燃劑7-10 份；無機阻燃劑1. 5-2 份；復配成核劑1-2 份；增韌劑2-3 份；玻璃纖維25-30 份；潤滑劑0. 1-0. 5 份；抗氧劑0. 1-0. 5 份。
2.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述無機阻燃劑為三氧化二銻、硼酸鋅、MCA三聚氰胺氰尿酸鹽、MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽、APP聚磷酸銨。
3.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述的復配阻燃劑為甲苯基二苯基磷酸酯與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配或者MPP雙磷酸季戊四醇酯蜜胺鹽與 APP聚磷酸銨復配或者0P1240與BPP過氧化特戊酸特丁酯復配或者0P1240與MCA三聚氰胺氰尿酸鹽復配。
4.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述複合成核劑為長鏈羧酸鹽與滑石粉按1 3的重量比復配而成。
5.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述玻璃纖維為無鹼增強玻璃纖維。
6.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、聚乙烯辛烯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、鄰苯二甲酸二烯丙酯-氯乙烯共聚物。
7.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺及其改性物、聚矽氧烷的一種或幾種組合物；所述無機阻燃劑為三氧化二銻和硼酸鋅或APP聚磷酸銨。
8.根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料，其特徵在於所述的PBT樹脂為聚對苯二甲酸丁二醇酯，其相對密度為1. 30-1. 33，熔點為220 230°C，粘度為0. 61 0. 72P*S;所述抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基) 丙烯腈、三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種。
9.一種根據權利要求1所述的一種無滷阻燃PBT材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟步驟1、按配方(除玻璃纖維外)稱取物料，步驟2、將物料倒入攪拌桶中攪拌5-10分鐘，攪拌轉速為300-800轉/分鐘；步驟3、將混合好的物料投入到雙螺杆擠出機熔融擠出造粒，在生產過程中加入短玻璃纖維，加工條件雙螺杆擠出機一區200-210°C、二區210-230°C、三區210_230°C、四區 210-230°C、五區 200-220°C、六區 200-220°C、七區 200-220°C、八區 210_230°C ；螺杆轉速 350-500轉/分鐘。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於從擠出機中段加入長玻璃纖維。
全文摘要
本發明公開了一種無滷阻燃增強PBT材料的製備方法，其組成(重量份數)為PBT樹脂50-55份、磷系阻燃劑或磷氮阻燃劑7-10份，所術的磷氮阻燃劑為磷酸鹽與氮系阻燃劑按1∶1重量比復配製成、無機阻燃劑1.5-2份、復配成核劑1-2份、增韌劑2-3份、潤滑劑0.1-0.5份、抗氧劑0.1-0.5份，玻璃纖維25-30份；製備工藝為雙螺杆熔融擠出造粒。本發明通過復配的阻燃劑，利用無機阻燃劑、有機阻燃劑的不同阻燃作用機理，可製得灼熱絲850℃不起燃，且各項物理機械性能優異的無滷阻燃增強PBT材料。
文檔編號B29B9/06GK102492272SQ20111041557
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者徐東, 徐永, 韓靜 申請人:深圳市科聚新材料有限公司