本发明专利技术公开了一种高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法与应用。该材料由以下按质量百分比计的成分组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯33.5～76％、阻燃剂8～12％、协效阻燃剂3～5％、玻璃纤维10～40％、矿物填料0～30％、增韧改性剂0～10％、CTI协效剂3～7％、抗氧剂0～0.2％和加工助剂0～0.3％。本发明专利技术先将玻璃纤维以外的成分进行混合，再与玻璃纤维在双螺杆挤出机中混合，得到本发明专利技术所述材料。本发明专利技术采用阻燃效率高、来源广泛、价格便宜和注塑成型加工方便的含溴阻燃剂为原料，通过对配方的组成进行改性，得到的高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料CTI值高达600V，且注塑成型加工性好、力学性能好、性价比高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术特别涉及一种高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方 法与应用，可作为阻燃性能高、电绝缘性能好的电子电气部件材料，属于化工材料技术领 域。
技术介绍
随着电子电器工业的迅速发展，工业电器、家用电器和汽车电器等对高电绝缘性 能阻燃工程塑料的需求日益增长。如高压电器开关、变压器线圈骨架、耐高温继电器、低压 真空接触器、断路器等，都需要阻燃性能高、电绝缘性能好，即相比漏电起痕指数(CTI)高 的热塑性工程塑料。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是工程塑料中工业化最晚而发展速度最快的一个 品种，主要原因在于它具有优良的综合性能，以及良好的成型性和优异的物理性能。阻燃增 强PBT是其改性应用中最大的品种，经过玻璃纤维(GF)增强的PBT材料具有较好的强度， 可制备高强度制件。阻燃增强PBT工程塑料所采用的阻燃剂分为含溴和无卤两大类。含溴阻燃体系 具有阻燃效率高、来源广泛、价格便宜和注塑成型加工方便的优势，但存在大幅降低材料的 CTI值的缺点。US5712336报道了聚对苯二甲酸丁二醇酯CTI为600V、PBT/十溴二苯乙烷 (质量百分数90% /10% )CTI为250V、PBT/三氧化二锑(质量百分数95% /5% )CTI为 325V、PBT/GF/十溴二苯乙烷/三氧化二锑(质量百分数56%/30%/9%/5%) CTI为225V， 可见添加溴锑阻燃体系后，材料的CTI值大幅度下降。US4421888报道了 PBT/滑石粉/GF/ 十溴二苯乙烷/三氧化二锑(质量百分数36% /30% /20% /9% /5% )CTI大于600V，该 现有技术通过添加质量分数为30%的滑石粉来提高材料的CTI，但大量添加滑石粉导致了 材料力学性能的急剧恶化，尤其是导致了材料变脆，且大幅增加了材料的密度，不具有商品 价值。US4636544报道了通过向GF增强PBT的溴锑阻燃体系添加聚碳酸酯(PC)提高材料 的CTI，该技术增加了材料成本、降低了材料的流动性，难于将材料应用于薄壁或大型制件 的注塑成型工艺中。鉴于溴锑阻燃体系对材料的CTI的不利影响，无卤阻燃体系可提高材料的 CTI 引起了人们的注意。US 2010/0168289、US 6780905、ZL200510021394. X、专利申请 200910058828. 1报道了将MPP、次磷酸铝、MCA等用于GF增强PBT材料中，材料的CTI大于 450V。《高CTI阻燃增强PBT复合材料的制备》(发表于《中国塑料2009年，第8期，22- 页)报道了在磷酸酯阻燃GF增强PBT材料中添加小于的氧化钙可提高CTI，但此技术 存在材料热变形温度偏低和碱性金属氧化物导致材料降解的缺点，材料的力学性能较低。 《赤磷阻燃剂母料在热塑性工程塑料中的应用》(发表于《工程塑料应用》，2000年，第8期， 28-30页)报道了红磷母粒阻燃GF增强PBT可使材料的CTI达到300V，但该技术存在产品 只能为深颜色，加工过程中的挤出加工、注塑成型过程中气味大、释放毒性气体磷化氢且易腐蚀模具。无卤阻燃GF增强PBT工程塑料具有较高的CTI值，但具有材料的力学性能较差、 注塑成型条件极其苛刻和价格昂贵的缺点。在满足环保要求的前提下，开发注塑成型加工性好和性价比高和力学性能好的高 CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料商品具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高CTI值阻燃增强 聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。本专利技术的另一目的在于提供所述高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料 的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二 醇酯材料，由以下按质量百分比计的成分组成聚对苯二甲酸丁二醇酯 33. 5 76%阻燃剂8 12%协效阻燃剂3 5%玻璃纤维10 40%矿物填料0 30%增韧改性剂0 10%CTI协效剂3 7%抗氧剂0 0.2%加工助剂 0 0. 3%;所述的阻燃剂为含溴阻燃剂；所述的CTI协效剂为偏硼酸钠与粒径为30 IOOnm的二氧化钛按质量比1 1 的混合物。所述的阻燃剂优选为十溴二苯乙烷、溴化苯乙烯和溴化环氧树脂中的至少一种；所述的协效阻燃剂为三氧化二锑或锑酸钠中的一种或两种；所述的玻璃纤维优选为无碱玻璃纤维；所述的矿物填料优选为滑石粉或云母中的一种或两种；所述的增韧改性剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBQ、乙烯-丙烯酸 丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)或聚乙烯接枝马来酸酐(PE-MAH)中的至少一 种；所述的抗氧剂优选为受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种；所述的抗氧剂更优选为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗 氧剂1076)和三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)按质量比1 1形成的混 合物；所述的加工助剂优选为硬脂酸钙、硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。所述高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备方法，包含以下步骤(1)将质量百分比33. 5 76%的聚对苯二甲酸丁二醇酯、质量百分比8 12%的 阻燃剂、质量百分比3 5%的协效阻燃剂、质量百分比0 10%的增韧改性剂、质量百分 比0 30%的矿物填料、质量百分比3 7%的CTI协效剂、质量百分比0 0. 2%的抗氧 剂和质量百分比0 0. 3%的加工助剂混勻，得到混合料；(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入步骤(1)得到的混合料，再将质量百分比 10 40%的玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，在双螺杆挤出机中混合均勻，然 后挤出切粒得到高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料；步骤(1)中所述混勻的条件为转速800rpm，搅拌混合至少3 10分钟；步骤O)中所述的双螺杆挤出机直径小于120mm，长径比为M 44，双螺杆挤出 机主机转数250 500rpm，机筒温度210 230°C，水槽温度20 60°C ；步骤(2)中所述切粒采用切粒机转速为400 700rpm ；所述高CTI值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料应用于制备高压电器开关、变 压器线圈骨架、耐高温继电器、低压真空接触器、断路器等需要阻燃性能高、电绝缘性能好， 即相比漏电起痕指数(CTI)要求高达600V的部件。本专利技术的专利技术原理聚合物绝缘材料中最弱的键，容易在表面放电产生的高温作 用下断裂，产生挥发性副产物，遗留下的残余物中含有不饱和共扼双键或形成稳定的不饱 和或芳香自由基。这些自由基偶合形成与石墨类似的导电结构而使材料更易于发展漏电痕 迹。具有芳香共扼结构的聚合物绝缘材料不耐漏电起痕，因为各种芳香族化合物都含有活 性电子结构，易生成自由基，特别在氧的存在下，电痕化后形成具有共轭体系类似石墨结构 的黑色导电残留物。但有些绝缘材料在火花放电时，其表面极易气化，不产生碳的堆积和蔓 延，不易形成漏电痕迹，却易于产生电腐蚀，最终也会因材料被蚀损而使绝缘遭到破坏。本专利技术针对上述材料漏电痕迹产生、发展的规律，有了如下创新的发现(1)自由基抑制机制本专利技术通过添加纳米二氧化钛，利用其对自由基和小分子 物质的催化分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高ＣＴＩ值阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料，其特征在于由以下按质量百分比计的成分组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯 ３３．５～７６％阻燃剂 ８～１２％协效阻燃剂 ３～５％ 玻璃纤维 １０～４０％矿物填料 ０～３０％增韧改性剂 ０～１０％ＣＴＩ协效剂 ３～７％抗氧剂 ０～０．２％加工助剂 ０～０．３％； 所述的阻燃剂为含溴阻燃剂； 所述的ＣＴＩ协效剂为偏硼酸钠与粒径为３０～１００ｎｍ的二氧化钛按质量比１∶１的混合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝源增，张海洲，郝建鑫，王冲，任萍，
申请(专利权)人：从化市聚赛龙工程塑料有限公司，广州京英塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：81
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