CN104448732B - 一种高性能pbt和psf合金玻纤增强阻燃材料 - Google Patents

Abstract

一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，属于高分子材料技术领域。其由下述原料制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜、玻璃纤维、阻燃剂、增韧相容剂、偶联剂、其它助剂。本发明具有如下优点和优异效果：首先本发明通过PBT与PSF混合相容，提高了材料的使用温度、冲击强度、表面硬度，同时提高了材料的耐热耐寒性能和抗耐腐蚀性；其次本发明通过填充玻纤，进一步提高了产品的机械强度和产品硬度，提高了产品的应用范围和领域；本发明添加了阻燃剂和抗氧剂，因PSF的作用，使得阻燃剂的含量降低，既保证了产品的使用安全性，又节省了生产成本，同时延缓了产品的老化，使得产品能够适应各种环境，能够在严酷的条件下正常使用。

Description

一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料。

背景技术

目前，国内各行各业对塑料产品的要求逐渐提高，材料的强度需要达到以塑代钢的要求，材料的燃烧性要达到金属材料的难燃化等级，材料的使用条件要达到金属材料的使用环境要求等等。市面上越来越多的金属件被树脂件替代。但是塑料材料毕竟有高分子物质组成，应用领域和范围无法全面达到金属产品的要求，例如材料的耐热、耐寒、耐腐蚀、高硬度等要求，一般树脂材料难以达到，因此为了扩大树脂材料的应用范围，针对材料的高性能指标，我们进行了研究和探讨。

热塑性聚酯(PBT)材料因其具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家电产品等，但PBT缺口冲击强度低、成型收缩率大、易水解、阻燃性不高等缺点，从而限制了其制品的应用范围。聚砜(PSF)，高硬度、高冲击强度、耐热耐寒耐老化性能好，并具有自熄性，可长期在160℃-170℃条件下长期使用，是一款性能优良的特种塑料，但其自身耐疲劳性差。

本发明结合以上两者材料，通过一定比例的混合添加，并通过阻燃和玻纤增强改性，研究其高性能特点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料的技术方案，该材料具有优良的力学性能，高硬度，高耐磨，高阻燃，耐腐蚀性好等优点。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯40～80份、聚砜5～30份、玻璃纤维10～30份、阻燃剂7～15份、增韧相容剂5～20份、偶联剂0.2～0.8份、其它助剂0.5～5份。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯50～70份、聚砜10～25份、玻璃纤维15～25份、阻燃剂8～12份、增韧相容剂10～15份、偶联剂0.4～0.6份、其它助剂1～4份。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯55～65份、聚砜15～20份、玻璃纤维18～22份、阻燃剂9～11份、增韧相容剂11～14份、偶联剂0.4～0.5份、其它助剂2～3份。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的阻燃剂为卤素阻燃剂和阻燃协效剂，所述的卤素阻燃剂为十溴二苯甲烷、四溴双酚A、含溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯中的一种或几种，所述的阻燃协效剂为三氧化二锑。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的增韧相容剂为马来酸酐接枝POE、甲基丙烯酸-苯乙烯－丙烯腈三元无规共聚物和苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物中的一种或几种。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的其它助剂为抗氧剂和加工助剂，所述的抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯、β(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸十八烷基醇酯和双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种，所述的加工助剂为EVA蜡、N,N’－乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和优异效果：1）首先本发明通过PBT与PSF混合相容，提高了材料的使用温度、冲击强度、表面硬度，同时提高了材料的耐热耐寒性能和抗耐腐蚀性；2）其次本发明通过填充玻纤，进一步提高了产品的机械强度和产品硬度，提高了产品的应用范围和领域；3)本发明添加了阻燃剂和抗氧剂，因PSF的作用，使得阻燃剂的含量降低，既保证了产品的使用安全性，又节省了生产成本，同时延缓了产品的老化，使得产品能够适应各种环境，能够在严酷的条件下正常使用。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。本发明所用的份数均为重量份。

实施例1

1.取聚对苯二甲酸丁二醇酯40份、聚砜25份和增韧相容剂8份混合后，再用偶联剂0.5份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的增韧相容剂为苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物，所述的偶联剂为硅烷偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入阻燃剂10份和其它助剂1.5份，高速混合5-10min，所述的阻燃剂包括十溴二苯甲烷8份和三氧化锑2份，所述的其它助剂包括β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.5份、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.5份和EVA蜡0.5份；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按15份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性PBT/PSF合金玻纤增强阻燃材料。

实施例2

1.取聚对苯二甲酸丁二醇酯50份、聚砜10份和增韧相容剂10份混合后，再用偶联剂0.2份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的增韧相容剂为马来酸酐接枝POE，所述的偶联剂为硅烷偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入阻燃剂15份和其它助剂4.8份，高速混合5-10min，所述的阻燃剂包括四溴双酚A7份和含溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯8份，所述的其它助剂包括β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯2份、β(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸十八烷基醇酯1份和N,N’-乙撑双硬脂酰胺1.8份；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按10份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性PBT/PSF合金玻纤增强阻燃材料。

实施例3

1.取聚对苯二甲酸丁二醇酯70份、聚砜5份和增韧相容剂5份混合后，再用偶联剂0.4份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的增韧相容剂包括马来酸酐接枝POE2份和甲基丙烯酸-苯乙烯－丙烯腈三元无规共聚物3份，所述的偶联剂为硅烷偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入阻燃剂7份和其它助剂2.6份，高速混合5-10min，所述的阻燃剂包括十溴二苯甲烷2份、四溴双酚A3份、含溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯1份和三氧化二锑1份，所述的其它助剂包括β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.8份、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯0.8份、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯0.8份和N,N’-乙撑双硬脂酰胺0.2份；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按10份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性PBT/PSF合金玻纤增强阻燃材料。

实施例4

1.取聚对苯二甲酸丁二醇酯45份、聚砜26份和增韧相容剂7份混合后，再用偶联剂0.8份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的相容剂为苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物，所述的偶联剂为硅烷偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入阻燃剂8份和其它助剂1.2份，高速混合5-10min，所述的阻燃剂包括四溴双酚A6份和三氧化二锑2份，所述的其它助剂包括β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯0.3份、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯0.3份、N,N’－乙撑双硬脂酰胺0.3份和EVA蜡0.3份；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按12份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性PBT/PSF合金玻纤增强阻燃材料。

下表1示出了实施例1到实施例4加入不同比例成分所得到的材料的物性等对照数据：对比例为聚对苯二甲酸丁二醇酯原料。

表1实施例对比数据

通过以上实验确认，本发明材料与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)原材料相比，物性方面有大幅度的提高，满足了高强度、高硬度、高阻燃、高耐热性等要求，符合了高性能产品的要求。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯40～80份、聚砜5～30份、玻璃纤维10～30份、阻燃剂7～15份、增韧相容剂5～20份、偶联剂0.2～0.8份、其它助剂0.5～5份。

2.如权利要求1所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯50～70份、聚砜10～25份、玻璃纤维15～25份、阻燃剂8～12份、增韧相容剂10～15份、偶联剂0.4～0.6份、其它助剂1～4份。

3.如权利要求1所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

聚对苯二甲酸丁二醇酯55～65份、聚砜15～20份、玻璃纤维18～22份、阻燃剂9～11份、增韧相容剂11～14份、偶联剂0.4～0.5份、其它助剂2～3份。

4.如权利要求1、2或3所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

5.如权利要求1、2或3所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的阻燃剂为卤素阻燃剂和阻燃协效剂，所述的卤素阻燃剂为十溴二苯甲烷、四溴双酚A、含溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯中的一种或几种，所述的阻燃协效剂为三氧化二锑。

6.如权利要求1、2或3所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的增韧相容剂为马来酸酐接枝POE、甲基丙烯酸-苯乙烯－丙烯腈三元无规共聚物和苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物中的一种或几种。

7.如权利要求1、2或3所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

8.如权利要求1、2或3所述的一种高性能PBT和PSF合金玻纤增强阻燃材料，其特征在于所述的其它助剂为抗氧剂和加工助剂，所述的抗氧剂为四［β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸］季戊四醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6–三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四［β-十二烷基硫代丙酸］季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基醇酯和双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种，所述的加工助剂为EVA蜡、N,N’－乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。