一种无卤阻燃增强PBT改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃PBT改性材料及制备方法，属于高分子材料技术领域，由以下按重量百分比计的组分组成：PBT40.2-62.2%；PET0-10%；玻璃纤维20-30%；有机硅包覆次磷酸铝12.5-17%；MCA0-5%；抗氧剂0.3-0.8%；润滑剂0.3-0.8%；偶联剂0.3%-0.5%；抗滴落剂0-0.2%；酯交换抑制剂0-0.3%，得到的改性材料，不仅阻燃性能可达到UL94V-0级，且拉伸强度可达到110MPa、弯曲强度可达到180MPa、悬臂梁缺口冲击强度可达到8KJ/m2、CTI可达到500V，集优异的力学性能、阻燃性能和电气性能为一体，解决了存在已久的行业难题。存在已久的行业难题。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃增强PBT改性材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种无卤阻燃增强PBT改性材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate(简称PBT)，属于聚酯系列，是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。
[0003]PBT主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成，分子的高度几何规整性和刚性部分使聚合物具有高的机械强度，突出的耐化学试剂性，耐热性和优良的电性能；分子中没有侧链，结构对称，满足紧密堆砌的要求，从而使这种聚合物有高度的结晶形和高熔点，分子的结构决定了PBT具有良好的综合性能。PBT是同用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种，它之所以成为工程塑料的后起之秀，首先在于它具有优良的综合性能，以及良好的成型加工性和性能/价格相比，故此PBT塑料虽然到70年代才工业化生产，但很快热销市场，现为五大工程塑料发展最快的一种。
[0004]作为五大工程塑料之一，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）具有良好的力学、耐腐蚀、低比较和低成本的优良特性，广泛用于汽车、电子电气和轨道交通等领域。然而，由于其易燃性，在实际使用时需要对其进行阻燃改性，以减少其火灾隐患。传统的阻燃改性方式是通过加入阻燃剂进行共混基础后，使材料获得符合要求的阻燃性能。目前，市场上常用的PBT阻燃剂主要有三大类。其中，第一类为溴—锑协效阻燃剂，其产品具有良好的力学和阻燃性能。然而，由于未溴—锑阻燃体系，其产品不符合日益严格的环保要求。加之其阻燃产品的CTI值较低，仅200V左右，这在高电压的使用环境中存在击穿的安全风险，因此限制了其在此类领域中的应用。采用无机次磷酸铝类阻燃剂阻燃的PBT虽然具有优异的力学性能、阻燃性能和电气性能，但其产品在加工时存在严重的浇口冒火现象，因此，存在一定的火灾安全隐患而影响其使用。有机次膦酸盐体系阻燃的PBT产品具有优异的阻燃性能和电气性能，但由于其存在一定的酸性，在加工时往往导致PBT材料有一定降解，导致其阻燃PBT产品的力学性能较差。
[0005]伴随着阻燃PBT产品下游应用领域如新能源汽车领域、电子电气领和轨道交通域等对其提出了越来越高的综合性能要求，也即集优异力学性能、阻燃性能、电气性能和成型加工性能成为阻燃PBT产品的重要发展方向。
[0006]国家知识产权局于2012年3月21日公布了一件申请号为“201110281880.0”的专利技术专利申请，提供了一种无卤阻燃增强PBT改性材料及其制备方法，其中采用的阻燃剂为次磷酸盐或亚磷酸盐，这种无卤阻燃PBT改性材料，在实际生产加工中，容易冒火，不安全，且得到的改性材料力学性能、电气性能较差，已不能满足行业中对其的综合性能越来越高要求。
[0007]有鉴于此，亟需找到一种集优异力学性能、阻燃性能和电气性能的综合性能优异
的无卤阻燃增强PBT材料，以解决行业难题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃增强PBT改性材料及其制备方法，得到的改性材料，不仅拥有有益的阻燃性能，拉伸强度可以达到110MPa、弯曲强度可以达到180MPa、悬臂梁缺口冲击强度可达到8KJ/m
2 、CTI可达到500V，集优异的力学性能、阻燃性能和电气性能为一体，解决了存在已久的行业难题。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种无卤阻燃增强PBT改性材料，由以下按重量百分比计的组分组成：PBT
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40.2-62.2%PET
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0-10%玻璃纤维
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20-30%有机硅包覆次磷酸铝
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12.5-17%MCA(三聚氰胺氰尿酸盐)
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0-5%抗氧剂
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0.3-0.8%润滑剂
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0.3-0.8%偶联剂
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0.3-0.5%抗滴落剂
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0-0.2%酯交换抑制剂
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0-0.3%。
[0010]优选的，所述基体材料PBT为中粘度PBT，粘度为0.975
±
0.01—1.050
±
0.01；所述PET粘度为0.8
±
0.03。
[0011]优选的，所述有机硅包覆次磷酸铝与MCA的重量配比为3:1-4:1。
[0012]优选的，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配抗氧剂；所述偶联剂为硅烷类偶联剂；所述抗滴落剂为超高分子量聚四氟乙烯类抗滴落剂。
[0013]优选的，所述润滑剂为聚烯烃类润滑剂或季戊四醇硬脂酸酯类润滑剂中的一种。
[0014]优选的，所述酯交换抑制剂为抑制PBT、PET发生酯交换的酯交换抑制剂。
[0015]优选的，所用硅烷偶联剂为KH550。
[0016]一种无卤阻燃增强PBT改性材料的制备方法，包括以下步骤：a.按重量百分比称取各个组分，再将称取的PBT、PET、无卤阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、抗滴落剂及酯交换抑制剂通过高混设备混合均匀，混料速率160-250r/min，混料时间4-6min；b.将步骤a中混合后的物料通入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的挤出参数，其各段温度分别为：一区温度：210～220℃，二区温度：230～245℃，三区温度：230～245℃，四区温度：230～240℃，五区温度：225～240℃，六区温度：225～240℃，七区温度：225～240℃，八区温度：225～240℃，九区温度：225～240℃，十区温度：230～240℃，螺杆转速250～300r/min；c.将混好的物料经由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗或玻璃纤维口加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
d..将步骤c中得到的料条牵引至切粒机，切粒，再将粒料烘干后包装入库。
[0017]本专利技术的有益效果如下：一、本专利技术中，得到的无卤阻燃PBT改性材料，与现有技术相比，不仅能达到阻燃UL94V-0级，且拉伸强度可以达到110MPa、弯曲强度可以达到180MPa、悬臂梁缺口冲击强度可达到8KJ/m
2 、CTI可达到500V，集优异的力学性能、阻燃性能和电气性能为一体且力学性能和电气性能远比现有技术好，能满足下游应用领域如新能源汽车领域、电子电气领和轨道交通域等对其提出了的高综合性能要求，生产加工过程中，不容易冒火，保证了工作人员的安全，去除生产线的安全隐患。
[0018]二、本专利技术中，采用有机硅包覆次磷酸铝与MCA复配产物作为本PBT改性材料中的无卤阻燃剂，与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃增强PBT改性材料，其特征在于，由以下按重量百分比计的组分组成：PBT
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40.2-62.2%PET
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0-10%玻璃纤维
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20-30%有机硅包覆次磷酸铝
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12.5-17%MCA
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0-5%抗氧剂
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0.3-0.8%润滑剂
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0.3-0.8%偶联剂
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0.3-0.5%抗滴落剂
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0-0.2%酯交换抑制剂
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0-0.3%。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强PBT改性材料，其特征在于：所述基体材料PBT为中粘度PBT，粘度为0.975
±
0.01—1.050
±
0.01；所述PET粘度为0.8
±
0.03。3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强PBT改性材料，其特征在于：所述有机硅包覆次磷酸铝与MCA的重量配比为3:1-4:1。4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强PBT改性材料，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配抗氧剂；所述偶联剂为硅烷类偶联剂；所述抗滴落剂为超高分子量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周淑芬，兰修才，魏来，曹艳肖，李先红，王刚，冉国文，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工研究设计院有限公司，
类型：发明
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