一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料及其制备方法。按重量份计，本发明专利技术的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料包含PET树脂45～55重量份，表面改性玻璃纤维20～30重量份，阻燃剂9～14重量份，协效阻燃剂3～6重量份，灼热丝增强剂4～6重量份，相容增韧剂4～7重量份，抗氧剂0.2～0.7重量份，润滑剂0.3～0.8重量份，成核剂0.2～0.5重量份。本发明专利技术制备的材料具有较高的灼热丝起燃温度、优异的力学性能和绿色环保的阻燃效果，相较于普通玻纤增强产品有了极大的提高，相较于现有技术的阻燃PET复合材料，具有绿色环保的优点。

A High Burning Hot Wire High Strength Reinforced Flame Retardant PET Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体是涉及一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种主要的热塑性聚酯，具有优良的机械性能，耐热性、电绝缘性、耐溶剂和耐酸性突出，本身可应用于纺织纤维或吹塑成瓶，增强阻燃性后可以作为工程塑料广泛应用于汽车和电子电器领域。电子电器元件在使用过程中会因为高速运转或者过载、短路等情况造成局部过热并引起燃烧，简单的阻燃改性PET材料灼热丝起燃温度(GWIT)一般只能达到700℃左右，作为电子电器产品存在一定的安全隐患，因此，需要尽可能地将着火危险降低。已有公开专利CN108164935A和CN104672817A提到高灼热丝高强度增强阻燃PET材料的制备方法，专利中均涉及到溴系阻燃剂，但是溴系阻燃剂在燃烧过程中会产生有毒和腐蚀性气体以及大量的烟雾，近几年陆续被禁用，因此开发一种无卤阻燃PET复合材料很有必要。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述
技术介绍
的不足，提供了一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，该材料具有较高的灼热丝起燃温度、优异的力学性能和绿色环保的阻燃效果。为达到本专利技术的目的，按重量份计，本专利技术的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料包含PET树脂45～55重量份，表面改性玻璃纤维20～30重量份，阻燃剂9～14重量份，协效阻燃剂3～6重量份，灼热丝增强剂4～6重量份，相容增韧剂4～7重量份，抗氧剂0.2～0.7重量份，润滑剂0.3～0.8重量份，成核剂0.2～0.5重量份。本专利技术中，优选地，所述PET树脂为对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的聚合物，其特性粘数为0.60-0.67dl/g。本专利技术中，优选地，所述表面改性玻璃纤维为采用带环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理的连续玻璃纤维，纤维直径为8～15μm。本专利技术中，优选地，所述阻燃剂是由六氯环三磷腈、2,2联苯酚通过亲核取代反应制得的联苯基环三磷腈；更优选地，所述六氯环三磷腈和2,2联苯酚的摩尔比为1:3.2。本专利技术中，优选地，所述阻燃协效剂为二乙基次磷酸铝(ADP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的复合物；更优选地，所述ADP和MPP重量比为2:1。本专利技术中，优选地，所述灼热丝增强剂为硼酸锌。本专利技术中，优选地，所述相容增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃(MAH-g-POE)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃(GMA-g-POE)的复合物；更优选地，所述MAH-g-POE与GMA-g-POE的重量比为1:2。本专利技术中，优选地，所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或两种；更优选地，所述抗氧剂为两种时受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂重量比为1:2。本专利技术中，优选地，所述润滑剂为硅酮母粒或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种的组合物；更优选地，所述润滑剂为硅酮母粒和季戊四醇硬脂酸酯两者复配时，硅酮母粒与季戊四醇硬脂酸酯的重量比为2:3。本专利技术中，优选地，所述成核剂为纳米改性有机蒙脱土、高岭土、聚乙二醇中的一种。为达到本专利技术的目的，本专利技术还提供了一种上述高灼热丝高强度增强阻燃PET材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按所需重量份数称取原料；(2)将步骤(1)中称取的PET树脂、抗氧剂、润滑剂和成核剂加入到高速混合机中，混合20～30秒；(3)将步骤(1)中称取的阻燃剂、阻燃协效剂、灼热丝增强剂、相容增韧剂加入到步骤(2)的混合物中，在高速混合机中继续混合15～25秒；(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，步骤(1)中称取的表面改性玻璃纤维由加纤口加入，240℃～260℃熔融挤出，冷却切粒得到复合材料。本专利技术中，优选地，所述步骤(2)、(3)中高速混合机的转速为400～600rpm。本专利技术通过添加MAH-g-POE和GMA-g-POE复配相容剂来改善PET材料的缺口冲击强度低的问题；通过添加表面改性玻璃纤维进行增强改性，利用偶联剂上官能团与树脂之间形成有效的化学键或相互作用，增强玻璃纤维与基体树脂之间的相容性，提高材料的力学性能；通过2,2-联苯酚亲核取代六氯环三磷腈的氯制备联苯基环三磷腈阻燃剂，与磷氮阻燃协效剂复配，保证材料的阻燃性能；通过添加灼热丝增强剂提高材料的灼热丝起燃温度。本专利技术相对于现有技术的优点和效果为：1.与玻璃纤维增强阻燃PET复合材料相比，本专利技术制备的PET复合材料具有力学性能好、绿色环保阻燃的特点；2.本专利技术制备的材料力学性能优异，拉伸强度145MPa，简支梁缺口冲击强度11.1kJ/m2；3.本专利技术制备的材料灼热丝起燃温度相较于普通玻纤增强产品有了极大的提高，相较于现有技术的阻燃PET复合材料，具有绿色环保的优点。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。若无特别说明，本专利技术实施例所述各成分如
技术实现思路
所述，即所述PET树脂为对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的聚合物，其特性粘数为0.60-0.67dl/g；所述表面改性玻璃纤维为采用带环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理的连续玻璃纤维，纤维直径为8～15μm；所述阻燃剂为联苯基环三磷腈，该联苯基环三磷腈由六氯环三磷腈、2,2联苯酚通过亲核取代反应制得，且所述六氯环三磷腈和2,2联苯酚的摩尔比为1:3.2；所述阻燃协效剂为二乙基次磷酸铝(ADP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复合物，ADP和MPP重量比为2:1；所述灼热丝增强剂为硼酸锌；所述相容增韧剂为的马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃复合物，其中马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃的重量比为1:2；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或两种，为两种时受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂重量配比为1:2；所述成核剂为纳米改性有机蒙脱土、高岭土、聚乙二醇中的一种；所述润滑剂为硅酮母粒或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种的组合物，为两种的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，按重量份计，所述高灼热丝高强度增强阻燃PET材料包含PET树脂45～55重量份，表面改性玻璃纤维20～30重量份，阻燃剂9～14重量份，协效阻燃剂3～6重量份，灼热丝增强剂4～6重量份，相容增韧剂4～7重量份，抗氧剂0.2～0.7重量份，润滑剂0.3～0.8重量份，成核剂0.2～0.5重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，按重量份计，所述高灼热丝高强度增强阻燃PET材料包含PET树脂45～55重量份，表面改性玻璃纤维20～30重量份，阻燃剂9～14重量份，协效阻燃剂3～6重量份，灼热丝增强剂4～6重量份，相容增韧剂4～7重量份，抗氧剂0.2～0.7重量份，润滑剂0.3～0.8重量份，成核剂0.2～0.5重量份。2.根据权利要求1所述的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，所述PET树脂为对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的聚合物，其特性粘数为0.60-0.67dl/g；所述表面改性玻璃纤维为采用带环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理的连续玻璃纤维，纤维直径为8～15μm。3.根据权利要求1所述的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，所述阻燃剂是由六氯环三磷腈、2,2联苯酚通过亲核取代反应制得的联苯基环三磷腈；优选地，所述六氯环三磷腈和2,2联苯酚的摩尔比为1:3.2。4.根据权利要求1所述的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为二乙基次磷酸铝和三聚氰胺聚磷酸盐的复合物；优选地，所述二乙基次磷酸铝和三聚氰胺聚磷酸盐重量比为2:1；更优选地，所述灼热丝增强剂为硼酸锌。5.根据权利要求1所述的高灼热丝高强度增强阻燃PET材料，其特征在于，所述相容增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃的复合物；优选地，所述马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋新伟，孙兴志，宋向前，卢林飞，赵志航，
申请(专利权)人：横店集团得邦工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33