本发明专利技术公开了一种增强阻燃PBT/PA6复合材料，包括以下质量份数的成分：PBT为28.2～35.3质量份数；PA6为10～15质量份数；改性TPU为10～15质量份数；氨基改性硅油为0.5～2质量份数；氨基硅烷偶联剂为0.6～1.2质量份数；玻璃纤维为20～30质量份数；复合阻燃剂为17～18质量份数；抗氧剂为0.3～0.6质量份数；本发明专利技术还公开了上述增强阻燃PBT/PA6复合材料的制备方法。本发明专利技术提高了PBT与PA6、PBT和PA6与玻璃纤维的相容性，获得力学性能更高、具有良好阻燃性能和加工性能的复合材料，用于汽车电器接插件，能够适应更为恶劣的行车环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程塑料的改性领域，特别涉及一种增强阻燃PBT/PA6复合材料及其 制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)是塞拉尼斯公司率先工业化生产的结晶性芳香族 聚酯。随着国内石油化工行业的蓬勃发展，截至2014年底，国内PBT产能已经扩张到81万 吨。目前，PBT已经广泛应用于纤维、薄膜和增强型工程塑料等诸多领域，显示出了优良的 耐候性、耐热性和强度。 从分子结构特征来讲，PBT大分子为线型结构，其重复结构单元中有活动困难的苯 环和具有弱极性的酯基。由于苯环和酯基之间形成了共辄体系，减小了分子链的柔曲性、溶 解性和吸水性。此外，极性酯基、羰基的存在，增加了分子间的作用力，分子链刚性增强。而 醚键-〇-的存在增加了大分子链的柔性，链段易绕其两端单键发生内旋转，进而增大了 PBT 的溶解性。酯基的存在使其易于水解而发生断裂，成为PBT潜在的缺陷之一。与聚对苯二甲 酸乙二醇酯（PET)相比，PBT结构单元中还有4个非极性亚甲基-CH 2-，较PET多2个，减弱 了分子间的作用力，赋予其更佳的分子链柔性和更高的结晶能力，有利于PBT的成型加工。 PBT树脂以其优良的力学性能、电性能、耐热性能和加工性能而广泛应用于电子电 器、仪器仪表、汽车工业、机械等领域。但是，PBT对缺口非常敏感，缺口冲击韧性低，是PBT 类工程塑料推广应用一大障碍。此外，如果将PBT工程塑料应用于汽车工业等领域，还要赋 予其更高的拉伸强度。 PBT工程塑料的增韧和增强改性一直是工程塑料研发领域关注的重点。其增韧技 术包括与橡胶弹性体共混，与其他热塑性塑料共混以及与特种合成的增韧剂共混等。也可 以通过化学接枝或嵌段共聚等方法来改变PBT的分子结构，即在PBT分子中引入柔性链段， 起到增韧作用，不过这种方法工艺复杂，成本偏高。相比之下，物理共混，辅之以反应共混增 容，是更为有效的PBT增韧改性方法。目前来看，一般可选用如PET、聚酰胺（PA)、聚碳酸酯 (PC)、ABS热塑性工程塑料与PBT共混，以便在获得良好韧性的同时保持材料具有更高的强 度、模量和耐热性。其中，在共混过程中使用官能化弹性体或反应性增容剂是目前该领域比 较推崇的技术，这种改性技术能够确保PBT复合材料具有更高的韧性。 除了用于纺织领域外，PA(也称为尼龙）还是一类性能优异的热塑性工程塑料，广 泛应用于汽车、电子电器、机械、航空航天等领域。PA具有优良的力学性能、电性能以及耐 磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀和加工性能等。近年来，由于国内在己内酰胺生产领域取 得了诸多技术突破，国内PA6的产能迅速扩张，2014年PA6产能达到220万吨左右。这种优 质材料在纺织领域已经出现了明显的供大于求的现象。开拓其在工程塑料领域的应用，是 业界义不容辞的责任和义务。但是，由于PA6自身结构的原因，PA6树脂的力学性能并不是 十分理想，且其尺寸稳定性差、耐热性低，进而限制了其应用领域的拓展。 玻璃纤维增强是进一步提高复合材料强度和刚性的最有效手段。在增强改性工程 塑料领域，玻璃纤维和PA获得的增强复合材料以其高强度、低成本而长期居于绝对优势。 如果能够实现PBT、PA6和玻璃纤维的高性能复合，既可获得性价比更高的复合材料，又将 为国内PA6严重过剩的产能找到更好的出路。但是，PBT的PA6属于不相容体系，改善而者 的相容性是工程塑料研究领域的一大难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种增强阻燃PBT/ PA6复合材料，具有优良的拉伸性能、刚性和韧性。 本专利技术的另一目的在于提供上述增强阻燃PBT/PA6复合材料的制备方法，工艺简 单，可操作性高。 本专利技术的目的通过以下技术方案实现： -种增强阻燃PBT/PA6复合材料，包括以下质量份数的成分： PBT 28.2-35.3 份 PA6 10~15 份 改性TPU 10~15份 氨基改性桂油 OJ~2份 氨基硅烷偶联剂 0.6~1.2份 玻璃纤维 20~30份 阻燃剂 17~18份 抗氧剂 0.3~0.6份。 上述改性TPU为采用聚酯型热塑性聚氨酯弹性体（密度为1. 10~I. 25g/cm3,数均 分子量在8~12万之间）添加三羟甲基丙烷和聚己二酸丁二醇酯（分子量1500~2500) 制得，三羟甲基丙烷和聚己二酸丁二醇酯的摩尔比为0. 03~0. 04,二者合计占比为TPU的 1~2质量％。 上述氨基改性硅油粘度在3000~5000cSt之间，氨化率2~2. 5(质量）％。 上述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 N-(β -氨乙基）-γ -氨丙基三乙氧基硅烷、N-环己基-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的 一种。 上述玻璃纤维可以是无碱热塑性塑料用合股无捻粗纱（短切）。 上述阻燃剂由主阻燃剂十溴联苯醚、阻燃协效剂三氧化二锑（Sb2O3)和成炭剂聚 苯醚（PPO)组成。其中，一般选用特性粘度为0.5~0.6dL/g的聚苯醚。十溴联苯醚、Sb 2O3 和PPO的质量比例为40~45 :10~15 :40~45。使用前掺混研磨30min。 上述抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂一种或两种混合，其中受阻酚类抗 氧剂为抗氧剂1〇76(β _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯）或抗氧剂 1010 (四（甲基-β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯）季戊四醇酯），亚磷酸酯类抗 氧剂为抗氧剂168 (三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯）。受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗 氧剂的复合比例为1 :1~2。 本专利技术的原理如下：本专利技术采用普通PBT和ΡΑ6树脂作为改性基体树脂，采用具 有一定反应活性的改性热塑性聚氨酯（TPU)作为增韧剂和ΡΒΤ/ΡΑ6共混体系的增容剂，采 用氨基改性硅油和氨基硅烷偶联剂作为玻璃纤维的改性剂处理增强剂玻璃纤维，添加溴 系-三氧化二锑-聚苯醚复合阻燃剂，通过双螺杆挤出机的反应混炼，可以获得力学性能更 高、具有良好阻燃性能和加工性能的复合材料，用于汽车电器接插件，能够适应更为恶劣的 行车环境。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果： (1)本专利技术的增强阻燃ΡΒΤ/ΡΑ6复合材料，具有优良的拉伸性能、刚性和韧性，适 应于汽车尤其是重型汽车电器接插件的制备。 (2)本专利技术采用具有一定反应活性的热塑性聚氨酯为增容剂，能够有效地与基础 树脂PBT和ΡΑ6在熔融挤出过程中发生的酯交换反应，显著提高二者的相容性。同时，这种 热塑性聚氨酯弹性体本身就是一种良好的增韧材料，也能够在发生部分酯交换反应后更好 地分散在基体树脂PBT和ΡΑ6中，起到良好的增韧作用。 (3)为了显著改善复合材料的强度，本专利技术同时对PBT/PA6/TPU合金实施了玻璃 纤维增强措施，氨基硅油和氨基硅烷偶联剂的双重偶联分散处理，赋予玻璃纤维更佳的分 散效果和更好的亲和作用，复合材料的拉伸强度、刚性和抗冲击强度得到了大幅度提高。采 用能够促进生焦的高粘度聚苯醚作为阻燃成分，有利于赋予复合材料更高效的阻燃性能， 且对复合材料的力学性能影响较小。此外，所加入的氨基硅油具有防止玻璃纤维外露的功 能，因此可以不用加入防止玻纤外露的添加剂，进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强阻燃PBT/PA6复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的成分：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军忠，任力，王迎军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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