一种无卤阻燃长玻纤增强PBT复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种PBT复合材料及其制备方法，该复合材料由包含以下重量份的组分制成：玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒40～60％，无卤阻燃母粒35～50％，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂0～20％。与现有技术先比，本发明专利技术设计合理、操作简单、成本更低，采用新型阻燃剂母粒与长玻纤增强PBT母粒批混的方式，可制得不同玻纤含量的复合材料不含卤素阻燃剂达到UL94V0级阻燃指标，并具有优异的力学性能、电学性能和加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，涉及一种PBT复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名Polybutylece Terephthalate (简称 PBT),是一种结晶、线型饱和聚酯。它具有优异的力学、电学、耐化学腐蚀性能，且具有易成型及吸湿率低等特点，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，被广泛用于汽车、电子电器制造业中，用于制造机械强度要求较高的零件和耐热、耐冲击、耐磨擦的零件等。PBT已经成为五大工程塑料中重要的一员。然而，纯PBT也存在着阻燃性不好(只能达到UL-94HB级)，缺口冲击强度低，热变形温度不高等缺点，从而限制其在某些领域的应用。玻纤增强PBT能大幅度提高材料的冲击强度和热变形温度。然而阻燃玻纤增强PBT大多使用溴系阻燃剂和红磷、氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂，溴系阻燃玻纤增强PBT的毒性较大，存在环保和使用安全的问题，许多国家已经开始限制或禁止使用溴系阻燃剂；而无机阻燃剂的加入量要很大才能达到良好的阻燃效果，而且无机阻燃剂的加入会严重影响复合材料的机械性能，其中红磷阻燃增强PBT还难以着色， 只限于制作深色制件。中国专利CN101307173公开了一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT复合材料及其制备方法，该专利技术以PBT为基体、以无碱长玻璃纤维为增强剂采用共混技术制备，有效地提高了PBT的氧指数，达到UL94V0级阻燃指标，并且阻燃剂添加量小，符合环保要求。但是该专利技术也存在不足，共混过程中以双螺杆挤出机为制备设备，把PBT树脂原料、无阻阻燃剂以及其他助剂直接加入到双螺杆挤出机中熔融混合，再从玻纤口加入玻纤进行增强，由于螺杆的剪切作用，玻纤在复合材料中的长度不到0.5mm，极大降低了玻纤增强的效果，导致材料的力学强度不高。中国专利CN101608022提供了一种玻纤增强无卤阻燃PBT组合物的制备方法，包括如下步骤:(I)按重量百分比称取各组分原料，(2)处理PBT树脂和复合无卤阻燃剂原料；(3)分两步混合，先高速混合，再低速混合；(4)单螺杆挤出机挤出造粒；(5)出产品。该专利技术与中国CN101307173专利采用相同的方法，只是区别在于该专利使用剪切强度较低的单螺杆挤出机代替双螺杆挤出机，所用原料均直接加入到螺杆挤出机中熔融共混，所以该专利技术制备的复合材料中玻纤的长度也仅为1_以下，从而导致玻纤增强PBT的冲击韧性较差。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种无卤阻燃长玻纤增强PBT复合材料及其制备方法。本专利技术采用长玻璃纤维增强PBT母粒与无卤阻燃母粒批混的方式制备无卤阻燃长玻纤增强PBT复合材料，该材料不仅可以达到UL94 VO的阻燃级别，还具有优异的力学强度和良好的抗冲击韧性以及电学性能，而且该材料可以通过注塑直接成型，生产效率高，使用后的制件经粉碎后可以回收利用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，由包含以下重量份的组分制成:长玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒 40 60%，无卤阻燃母粒35 50%，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂O 20%。所述的长玻璃纤维增强PBT母粒由包含以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂45%，无碱连续玻璃纤维50%，接枝增韧剂3.5%，第一主抗氧剂0.3%,第一辅助抗氧剂0.6%，第一润滑剂0.6%。所 述的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的密度为1.31 1.35g/cm3，熔点220 233°C，熔融指数为80 120g/10min，测试条件为230°C，标准试验负荷为2.16Kg。所述的无碱连续玻璃纤维其直径为12 22 μ m,线密度为1200 4800g/km。所述的接枝增韧剂为P0E-g-MAH(马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体)，其中马来酸酐的接枝率为0.5 1.5%。所述的第一主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(即抗氧剂1076)或N, N' _双_ (3-(3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸基)己二胺(即抗氧剂1098)，优选抗氧剂1010。所述的第一辅助抗氧剂为三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯(即抗氧剂618)，优选抗氧剂168。所述的第一润滑剂为Ν，Ν_乙撑双硬脂酰胺(即EBS)或者季戊四醇硬脂酸酯(即PETS)，优选 EBS。所述的无卤阻燃母粒由包含以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂 59%，无卤阻燃剂40%，第二主抗氧剂0.2%，第二辅助抗氧剂0.4%，第二润滑剂0.4%。所述的PBT树脂的密度为1.31 1.35g/cm3,熔点220 233°C，熔融指数为80 120g/10min，测试条件为 230。。，2.16Kg ；所述的无齒阻燃剂为磷氮系阻燃剂，优选三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸钠、次磷酸铝或聚磷酸铵等中的一种或一种以上，进一步优选聚磷酸铵，磷含量不低于19%。所述的第二主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(即抗氧剂1076)或N, N' _双_ (3-(3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸基)己二胺(即抗氧剂1098)，优选抗氧剂1010 ；所述的第二辅助抗氧剂选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或者二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯(即抗氧剂618)，优选抗氧剂168 ；所述的第二润滑剂选自N，N-乙撑双硬脂酰胺(即EBS)或季戊四醇硬脂酸酯(即PETS)，优选 EBS。；一种上述PBT复合材料的制备方法，其包含以下步骤:(I)制备长玻璃纤维增强PBT母粒；(2)制备无卤阻燃母粒；(3)混合制备长玻 纤增强无卤阻燃PBT复合材料。所述的步骤(I)中长玻璃纤维增强PBT母粒，其制备方法包括以下几个步骤:(Ia)干燥准备:将PBT树脂置于干燥器中干燥，干燥温度:90 100°C;干燥时间:4 6h ;(Ib)混料准备；按上述配比称取各组分原料，将上述干燥好的PBT树脂、接枝增韧剂、第一主抗氧剂、第一辅助抗氧剂，第一润滑剂，依次加入到高混机中，混料温度控制在40 60°C，混料时间4min后停止，然后将混好的物料加到挤出机的料斗中备用，挤出机料斗的干燥温度设定为80 90°C ；(Ic)长纤增强PBT母粒的制备；在牵引机的作用下，将无碱连续玻璃纤维加入到浸溃设备中，同时双螺杆挤出机将熔融的PBT树脂挤出到浸溃设备中，玻纤与PBT树脂在此浸溃分散后再被拉出冷却造粒，通过选择定型口模的尺寸为2.5mm,同时调整挤出机的主机转速在14 18Hz，喂料速度在7.0 9.0Hz，玻纤含量控制在50±2%，调整切粒机的切刀转速，制得切粒长度控制在ll_13mm的长玻璃纤维增强PBT母粒。所述的步骤(2)中无卤阻燃剂母粒的制备方法包括以下几个步骤:(2a)干燥准备:将PBT树脂置于干燥器中干燥，干燥温度:90 100°C;干燥时间:4 6h ;(2b)混料准备；按上述配比称取各组分原料，将上述干燥好的PBT树脂、无卤阻燃剂、第二主抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：长玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒????40～60％，无卤阻燃母粒??????????????????????????????35～50％，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂??????????????????0～20％。

【技术特征摘要】
1.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于:由包含以下重量份的组分制成: 长玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒 40 60%， 无卤阻燃母粒35 50%， 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂O 20%。2.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于:所述的长玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯母粒由包含以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂45%，无碱连续玻璃纤维50%，接枝增韧剂3.5%，第一主抗氧剂0.3%, 第一辅助抗氧剂0.6%，第一润滑剂0.6%。3.根据权利要求2所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于:所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的密度为1.31 1.35g/cm3，熔点220 233°C，熔融指数为80 120g/10min，测试条件为230°C，标准试验负荷为2.16Kg ； 或所述的无碱连续玻璃纤维其直径为12 22 μ m,线密度为1200 4800g/km ； 或所述的接枝增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体，其中马来酸酐的接枝率为 0.5 1.5% ; 或所述的第一主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或N，N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，优选四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯； 或所述的第一辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯，优选三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯； 或所述的第一润滑剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺或者季戊四醇硬脂酸酯，优选N，N-乙撑双硬脂酰胺。4.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于:所述的无卤阻燃母粒由包含以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂 59%，无卤阻燃剂40%，第二主抗氧剂0.2%，第二辅助抗氧剂0.4%，第二润滑剂0.4%。5.根据权利要求4所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于:所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的密度为1.31 1.35g/cm3，熔点220 233°C，熔融指数为80 120g/10min，测试条件为 230°C, 2.16Kg ； 或所述的无齒阻燃剂为磷氮系阻燃剂，优选三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸钠、次磷酸铝或聚磷酸铵中的一种或一种以上，进一步优选聚磷酸铵，磷含量不低于19% ； 或所述的第二主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或N，N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，优选四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯； 或所述的第二辅助抗氧剂选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或者二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯)，优选三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯； 或所述的第二润滑剂选自N，N-乙撑双硬脂酰胺或季戊四醇硬脂酸酯，优选N，N-乙撑双硬脂酰胺。6.一种上述权利要求1-5中任一所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备方法，其特征在于:其包含以下步骤: (1)制备长玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋超杰，孙利明，肖玲玲，郭雪晴，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：