一种无卤阻燃的增强型PBT及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃的增强型PBT及其加工工艺；本发明专利技术制备的一种无卤阻燃的增强型PBT，为了增强PBT材料的阻燃效果同时避免阻燃剂在阻燃过程中生成污染有毒性气体，制备了具有超支化结构的成炭剂，利用其类球形结构与较多的分枝基团，增强PBT材料的流动性，使其可施工性能得到增强；此外本发明专利技术制备的超支化成炭剂还具有优良的阻燃性能，其分子内具有大量的氮元素，在燃烧过程中会生成大量水蒸气，并膨胀形成膨胀碳层，降低基材的热交换，从而达到阻燃的目的；本发明专利技术制备的无卤阻燃的增强型PBT具有着优异的阻燃性能与CTI值，可以有效应用在电子产品领域，具有着广阔的应用前景。具有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃的增强型PBT及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种无卤阻燃的增强型PBT及其加工工艺。

技术介绍

[0002]PBT，即聚对苯二甲酸丁二醇酯，是一种线性高分子聚合物，具有着优良的耐热性、耐候性以及出色的机械强度，被广泛地应用在诸多领域，然而由于高分子聚合物自身的性质，其耐火阻燃性能并不出色，因此常需要与其余阻燃材料共混，达到较好的阻燃效果。卤素阻燃剂具有着良好的阻燃性能，但是在其燃烧时，往往会生成大量的烟雾与卤化氢，对人体与环境均有着较大危害；因此目前亟需一种对环境友好，对人体危害较小的无卤阻燃PBT材料，以满足市场需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃的增强型PBT及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种无卤阻燃的增强型PBT，具有以下特征：按重量份数计，所述无卤阻燃的增强型PBT包括以下组分：50
‑
80份PBT树脂、30
‑
50份PC树脂、1
‑
3份抗氧化剂、10
‑
15份阻燃剂、10
‑
15份超支化成炭剂、5
‑
10份相容增韧剂；
[0005]其中，所述超支化成炭剂为丙三醇、2,2
‑
双羟甲基丙酸、氨基乙酸与4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯共聚制得。
[0006]进一步的，所述抗氧化剂为亚磷酸酯；所述阻燃剂为三氧化二锑阻燃剂；所述相容增韧剂为ACR树脂。
[0007]其中，所述三氧化二锑阻燃剂为济南金盈泰化工有限公司所售的三氧化二锑产品；所述相容增韧剂为日本三菱公司所售的S
‑
2001型号的ACR树脂。
[0008]一种无卤阻燃的增强型PBT的加工工艺，包括以下步骤：
[0009]S1.合成超支化成炭剂：
[0010]S11.将丙三醇、2,2
‑
双羟甲基丙酸与对甲苯磺酸混合，氮气氛围保护，升温至120
‑
160℃，回流反应3
‑
6h，真空蒸发去除多余反应物，得到端羟基预聚物；
[0011]S12.将端羟基预聚物与对甲苯磺酸混合，溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到端羟基预聚物混合溶液，并氮气氛围保护；将氨基乙酸溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，缓慢滴加至端羟基预聚物混合溶液中，升温至120
‑
160℃，回流反应8
‑
12h，反应结束后使用去离子水洗涤反应产物，并真空干燥，得到端氨基超支化预聚物；
[0012]S13.将端氨基超支化预聚物溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到端氨基超支化预聚物混合溶液，氮气氛围保护，升温至80
‑
90℃；将4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，并缓慢滴加进端氨基超支化预聚物混合溶液内，搅拌混合30
‑
45min后，加入0.5
‑
1份乙二胺，反应8
‑
12h后，使用去离子水洗涤反应产物，并真空蒸发干燥后，得到超支化成炭剂；
[0013]S2.将阻燃剂浸没在硅烷偶联剂中，超声波分散处理15
‑
30min后，离心并干燥，获得改性阻燃剂；
[0014]S3.将PBT树脂、PC树脂、抗氧化剂、相容增韧剂、超支化成炭剂与步骤S2制备的阻燃剂共混，熔融挤出，并冷却切粒，得到无卤阻燃增强型PBT材料。
[0015]进一步的，步骤S11中，按摩尔份数计，所述丙三醇、2,2
‑
双羟甲基丙酸、对甲苯磺酸的摩尔比为(12
‑
15)：(25
‑
50)：(0.1
‑
0.5)。
[0016]进一步的，步骤S12中，按摩尔份数计，所述端羟基预聚物、对甲苯磺酸与氨基乙酸的摩尔比为(12
‑
15)：(0.1
‑
0.5)：(25
‑
50)。
[0017]进一步的，步骤S13中，按摩尔份数计，所述端氨基超支化预聚物、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、乙二胺的摩尔比为(12
‑
15)：(20
‑
30)：(1
‑
1.5)。
[0018]进一步的，步骤S2中，所述硅烷偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570中的任意一种或多种，超声波处理频率为25
‑
30KHz。
[0019]进一步的，步骤S3中，熔融挤出温度为230
‑
250℃。
[0020]本专利技术为增强PBT材料的阻燃性能，并避免常规卤系阻燃剂在阻燃过程中释放大量污染有毒性气体，本专利技术制备了具有超支化特点的超支化成炭剂；本专利技术首先使用丙三醇作为核心，使用2,2
‑
双羟甲基丙酸与丙三醇发生酯化反应，接枝到生成端羟基的预聚物，之后本专利技术又将端羟基预聚物与氨基乙酸反应，将羟基替换接枝为氨基，从而形成端氨基的超支化预聚物，最后加入4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯，并在乙二胺催化下，生成含有大量氮元素与碳元素的超支化成炭剂。
[0021]当发生燃烧反应是，超支化成炭剂受热分解，生成大量的不可燃气体与水蒸气，从而稀释产品表面的可燃性气体，使其降低至燃烧浓度以下，阻止燃烧反应的进行；同时在受热后，超支化成炭剂会受热膨胀，形成连续密实的膨胀碳层，阻碍氧气与可燃气体的传输，降低空气与基材的接触，并且形成的碳层还可以反射大部分燃烧辐射，降低基材的温度上升速率，有效减少燃烧过程中的基材的受热分解速率，从而减少燃烧过程中可燃气体的供给量。
[0022]此外，本专利技术制备的超支化成炭剂还具有类球形的空间形状，且具有众多分枝基团，与PBT基体有着良好的相容性，可以有效改善PBT材料的熔融流动性，可以有效提高三氧化二锑阻燃剂在PBT基材中的分散性能。
[0023]PBT材料具有着优良的物理性能，然而相对而言，其CTI值较低，因此本专利技术选择添加PC树脂，PC树脂可以有效的提高PBT材料的CTI值，同时为了提高二者相容性，本专利技术还添加了ACR树脂作为相容增韧剂，以提高PBT性能。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术制备的一种无卤阻燃的增强型PBT，为了增强PBT材料的阻燃效果同时避免阻燃剂在阻燃过程中生成污染有毒性气体，制备了具有超支化结构的成炭剂，利用其类球形结构与较多的分枝基团，增强PBT材料的流动性，使其可施工性能得到增强；此外本专利技术制备的超支化成炭剂还具有优良的阻燃性能，其分子内具有大量的氮元素，在燃烧过程中会生成大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃的增强型PBT，其特征在于：按重量份数计，所述无卤阻燃的增强型PBT包括以下组分：50
‑
80份PBT树脂、30
‑
50份PC树脂、1
‑
3份抗氧化剂、10
‑
15份阻燃剂、10
‑
15份超支化成炭剂、5
‑
10份相容增韧剂；其中，所述超支化成炭剂为丙三醇、2,2
‑
双羟甲基丙酸、氨基乙酸与4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯共聚制得。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃的增强型PBT，其特征在于：所述抗氧化剂为亚磷酸酯；所述阻燃剂为三氧化二锑阻燃剂；所述相容增韧剂为ACR树脂。3.一种无卤阻燃的增强型PBT的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1.合成超支化成炭剂：S11.将丙三醇、2,2
‑
双羟甲基丙酸与对甲苯磺酸混合，氮气氛围保护，升温至120
‑
160℃，回流反应3
‑
6h，真空蒸发去除多余反应物，得到端羟基预聚物；S12.将端羟基预聚物与对甲苯磺酸混合，溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到端羟基预聚物混合溶液，并氮气氛围保护；将氨基乙酸溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，缓慢滴加至端羟基预聚物混合溶液中，升温至120
‑
160℃，回流反应8
‑
12h，反应结束后使用去离子水洗涤反应产物，并真空干燥，得到端氨基超支化预聚物；S13.将端氨基超支化预聚物溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到端氨基超支化预聚物混合溶液，氮气氛围保护，升温至80
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90℃；将4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，并缓慢滴加进端氨基超支化预聚物混合溶液内，搅拌混合30
‑
45min后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峻雷，赵永千，王瑞，
申请(专利权)人：江阴市龙山合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：