CN101440202A - 一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料混合组成：PBT 40－80％、无卤阻燃剂5－20％、相容剂1－10％、玻璃纤维10－40％、抗氧剂0.1－1％。其制备方法为：按重量百分比称取原料；除玻璃纤维，将其他原料放入高混机中混合2－5分钟；出料；将混合的原料加玻璃纤维用螺杆机挤出造粒，螺杆机的转速为180－600转/分，温度为230－250℃。本发明的优点是具有高效的阻燃性能，不含卤素，真正的环保阻燃，阻燃等级可达到UL94标准的V0级，同时具有非常好的刚性、高耐热、尺寸稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料及制备方法，尤其涉及一种适用于环保要求高、注塑成型具有阻燃增强要求的工程材料制品，适于加工低压真空接触器、断路器、低压开关、薄壁电子电气元件等的PBT改性材料，属于改性聚酯技术领域。
技术背景
聚对苯二甲酸丁二酯PBT是聚对苯二甲酸和丁二醇经共聚而得的热塑性聚酯，具有优良的机械性能，耐热性能和耐化学性能，经玻璃纤维增强的PBT材料还有良好的刚性和尺寸稳定性，是二十一世纪非常看好的一种新型聚酯材料。
随着我国电子电气工业的迅速发展，基础建设的大力投入，对于阻燃增强工程材料的需求日益增长。如低压真空接触器、断路器、低压开关、薄壁电子电气元件等都需要具有很好的综合力学性能、阻燃性能以及电绝缘性能的工程塑料，而其中以聚酯材料的用量最大。阻燃的聚对苯二甲酸丁二酯PBT是目前应用最广泛的阻燃聚酯材料。然而传统的阻燃方法所制得的PBT的溴残余量较多，随着人们环保意识逐渐增强，含卤素的阻燃剂越来越受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供具有高效阻燃性能，不含卤素，可用于各种低压电器材料的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料及制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料混合组成：
PBT 40—80％、
无卤阻燃剂 5—10％、
相容剂 1—10％、
玻璃纤维 10-40％、
抗氧剂 0.1-1％、
其中PBT切片的相对粘度为0.6-0.9Pa·S，无卤阻燃剂为有机次磷酸脂，呈白色粉末状，相容剂为乙烯-丙烯酸酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油脂，其熔融指数为5-10g/10min，熔点为60℃，玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，可以是1010，也可以与亚磷酸酯类抗氧剂复配，为配比1：1的1010/168。
本发明的制备工艺为：
第一步.按重量百分比秤取原料；
第二步.除玻璃纤维，将其他原料放入高混机中混合2-5分钟；
第三步.出料；
第四步.将混合的原料加玻璃纤维用螺杆机挤出造粒，螺杆机的转速为180—600转/分，温度为230-250℃。
有机次磷酸脂非卤素阻燃剂是通过膨胀达到阻燃的效果，使热塑性塑料物质的泡沫和交键暴露在火焰上，而且在表面形成一个稳定的烧焦，这个保护层起到一个隔热的作用，减少氧气的进入和防止熔化的聚合物滴下，它赋予了PBT聚合物良好的物理和机械性能。
玻璃纤维的加入可显著地提高PBT的综合力学性能，使材料能达到工程级应用。
相容剂的加入可提高聚合物和阻燃剂以及玻璃纤维的粘合能力，使各相能获得更好的分散效果，发挥更好的协同作用。
抗氧剂使PBT在加工过程中具有良好的加工稳定性，避免色泽、性能发生变化。
本发明采用PBT作为基体树脂，制得一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯PBT复合材料，是一种高效阻燃、机械性能优良的改性PBT材料。
本发明的优点是采用无卤阻燃剂，具有优异的电绝缘性能和阻燃性能，阻燃等级可达到UL94标准的VO级，同时具有非常好的刚性、高耐热、尺寸稳定性好，能满足低压电器的性能要求。
具体实施方案
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
实施例1和2：以PBT基体树脂，有机次磷酸脂为阻燃剂，相容剂为乙烯-丙烯酸酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油脂。
配比1-2(重量％)(表1)
| 原料名称 | 配比1 | 配比2 |
| PBT | 58 | 45 |
| 有机次磷酸脂 | 18 | 20 |
| 相容剂 | 3.5 | 4.5 |
| 无碱玻璃纤维 | 20 | 30 |
| 抗氧剂为1010/168(1:1) | 0.5 | 0.5 |
将上述组分除玻璃纤维外按比例放入高混机中混合4分钟，然后加玻璃纤维用螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在240℃，螺杆转数在450转/分，各区的加工温度为：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 七区 | 八区 | 九区 | 十区 |
| 230℃ | 240℃ | 250℃ | 250℃ | 250℃ | 250℃ | 250℃ | 245℃ | 245℃ | 245℃ |
对实施例1和实施例2所得的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)复合材料性能对比：
机械性能依据ASTM测试标准，阻燃性能依据UL94标准。
测试性能对比(表2)
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | PBT |
| 拉伸强度MPa | 82 | 95 | 80 |
| 弯曲强度MPa | 110 | 120 | 100 |
| 弯曲模量MPa | 5250 | 6580 | 5150 |
| 冲击强度J/M | 65 | 80 | 60 |
| UL94 | V-O | V-O | 不阻燃 |
Claims (7)
1.一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料混合组成：
PBT 40—80％、
无卤阻燃剂 5—20％、
相容剂 1—10％、
玻璃纤维 10-40％、
抗氧剂 0.1-1％。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，所述的PBT切片的相对粘度为0.6-0.9Pa·S。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，所述的无卤阻燃剂为有机次磷酸脂，呈白色粉末状。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油脂，其熔融指数为5-10g/10min，熔点为60℃。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，为1010，或与亚磷酸酯类抗氧剂复配，为配比1:1的1010/168。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料的制备，其特征在于，其制备工艺为：
第一步.按重量百分比秤取原料；
第二步.除玻璃纤维，将其他原料放入高混机中混合2-5分钟；
第三步.出料；
第四步.将混合的原料加玻璃纤维用螺杆机挤出造粒，螺杆机的转速为180—600转/分，温度为230-250℃。
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