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CN111154241A - 一种增强阻燃低翘曲pbt复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种增强阻燃低翘曲pbt复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料及其制备方法。复合材料包括重量份数的:聚对苯二甲酸丁二醇酯40‑60份;玻璃纤维15‑30份;无机填料10‑20份;复配阻燃剂5‑20份;增韧剂5‑10份;复配抗氧剂0.2‑0.4份;润滑剂0.1‑0.3份;抗滴落剂0.1‑0.3份。制备方法将除玻纤外的其它材料先高速混合均匀,再将混合材料和玻纤分别投入双螺杆挤出机的主、侧喂料口,最终成型。本发明通过在配方中增加玻璃纤维、无机填料和复配阻燃剂,使得PBT复合材料兼具良好力学性能、阻燃性能和抗翘曲性能,从而拓展其在高档电气部件、大家电外壳等领域的应用范围。

Description

一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,特别是指一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优异耐热性、良好的成型加工性和电绝缘特性等,因而在电子电气、汽车开关等行业得到广泛应用。不过,经注射成型的制品会因PBT的结晶而收缩,会发生翘曲,导致结晶型聚合物PBT一般难以在精密化大型化成品中得到广泛运用;且制品不具备阻燃性能,在安全上仍存在隐忧。因此,开发出兼具抗翘曲和阻燃特性的PBT材料是迫切的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料及其制备方法,实现一种兼具阻燃和低翘曲特性的复合材料,以满足相关的产品应用需求。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,包括以下重量份数的原料:聚对苯二甲酸丁二醇酯40-60份;玻璃纤维15-30份;无机填料10-20份;复配阻燃剂5-20份;增韧剂5-10份;复配抗氧剂0.2-0.4份;润滑剂0.1-0.3份;抗滴落剂0.1-0.3份。
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特征粘度为0.8-1.0dL/g。
所述玻璃纤维包括普通无碱玻纤、扁平化玻纤中的至少一种。
所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种。
所述复配阻燃剂由溴系阻燃剂和锑系协效阻燃剂混合制成;其中,溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴化苯乙烯中的至少一种,锑系协效阻燃剂包括三氧化锑、三氧化锑母粒中的至少一种。
所述增韧剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
所述复配抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂混合制成;其中,受阻酚类抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、受阻酚类抗氧剂1076中的至少一种,亚磷酸酯类抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂626、亚磷酸酯类抗氧剂168中的至少一种。
所述润滑剂包括硅酮母粒、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将聚对苯二甲酸丁二醇酯、无机填料、复配阻燃剂、增韧剂、复配抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂通过高速混合机高速混合均匀,得到混合材料;
步骤二、将混合材料加入双螺杆挤出机的主喂料口、玻璃纤维加入双螺杆挤出机的侧喂料口,经熔融、挤出、冷却、干燥、切粒成粒料。
所述双螺杆挤出机螺筒各分区温度设定为200-240℃,螺杆转速为350rpm。
采用上述技术方案后,本发明通过在配方中增加玻璃纤维、无机填料和复配阻燃剂,使得PBT复合材料兼具良好力学性能、阻燃性能和抗翘曲性能,从而拓展其在高档电气部件、大家电外壳等领域的应用范围。
此外,当玻璃纤维的横截面为扁平时,成型产品的强度大大提高和翘曲大大降低;当无机填料包括玻璃微珠时,可以进一步改善复合材料的各向异性,使得其填充的产品抗翘曲性得到改善。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案,下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明为一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,包括以下重量份数的原料:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)40-60份;玻璃纤维15-30份;无机填料10-20份;复配阻燃剂5-20份;增韧剂5-10份;复配抗氧剂0.2-0.4份;润滑剂0.1-0.3份;抗滴落剂0.1-0.3份。
上述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特征粘度为0.8-1.0dL/g。
上述玻璃纤维包括普通无碱玻纤、扁平化玻纤中的至少一种。其中,横截面扁平化的玻纤在注塑成型过车中更能够各向同性分散,有助于防止PBT材料部件脱模后的翘曲。
上述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种。其中,采用结构高度对称的玻璃微珠,能够有效改善复合材料的各向异性,从而也能改善其翘曲性和流动性。
上述复配阻燃剂由溴系阻燃剂和锑系协效阻燃剂混合制成;其中,溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴化苯乙烯中的至少一种,锑系协效阻燃剂包括三氧化锑、三氧化锑母粒中的至少一种。
上述增韧剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
上述复配抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂混合制成;其中,受阻酚类抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、受阻酚类抗氧剂1076中的至少一种,亚磷酸酯类抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂626、亚磷酸酯类抗氧剂168中的至少一种。
上述润滑剂包括硅酮母粒、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
上述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
本发明还包括一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将聚对苯二甲酸丁二醇酯、无机填料、复配阻燃剂、增韧剂、复配抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂通过高速混合机高速混合均匀,得到混合材料;
步骤二、将混合材料加入双螺杆挤出机的主喂料口、玻璃纤维加入双螺杆挤出机的侧喂料口,经熔融、挤出、冷却、干燥、切粒成粒料。
上述双螺杆挤出机螺筒各分区温度设定为200-240℃,螺杆转速为350rpm。
以下通过具体的实施例和对比例来说明本发明的技术效果。
实施例1
(1)按重量份称取各组分:PBT:48份,普通无碱玻纤:21份,玻璃微珠:13份,溴化环氧:9份,三氧化二锑:2.5份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物:6份,抗氧剂1010:0.1份,抗氧剂168:0.1份,润滑剂PETS(季戊四醇硬脂酸酯):0.2份,聚四氟乙烯0.1份;
(2)将玻纤以外的原料在高混机中混合均匀后,玻纤从侧喂料口喂入,通过挤出机熔融挤出,挤出温度在200-240℃,螺杆转速为350rpm,然后冷却、干燥、切粒成粒料即得产品。
实施例2
(1)按重量份称取各组分:PBT:48份,扁平化玻纤:21份,碳酸钙:13份,溴化环氧:9份,三氧化二锑:2.5份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物:6份,抗氧剂1010:0.1份,抗氧剂168:0.1份,润滑剂PETS:0.2份,聚四氟乙烯0.1份;
(2)将玻纤以外的原料在高混机中混合均匀后,玻纤从侧喂料口喂入,通过挤出机熔融挤出,挤出温度在200-240℃,螺杆转速为350rpm,然后冷却、干燥、切粒成粒料即得产品。
实施例3
(1)按重量份称取各组分:PBT:48份,扁平化玻纤:21份,玻璃微珠:13份,溴化环氧:9份,三氧化二锑:2.5份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物:6份,抗氧剂1010:0.1份,抗氧剂168:0.1份,润滑剂PETS:0.2份,聚四氟乙烯0.1份;
(2)将玻纤以外的原料在高混机中混合均匀后,玻纤从侧喂料口喂入,通过挤出机熔融挤出,挤出温度在200-240℃,螺杆转速为350rpm,然后冷却、干燥、切粒成粒料即得产品。
对比例
(1)按重量份称取各组分:PBT:48份,普通无碱玻纤:21份,碳酸钙:13份,溴化环氧:9份,三氧化二锑:2.5份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物:6份,抗氧剂1010:0.1份,抗氧剂168:0.1份,润滑剂PETS:0.2份,聚四氟乙烯0.1份;
(2)将玻纤以外的原料在高混机中混合均匀后,玻纤从侧喂料口喂入,通过挤出机熔融挤出,挤出温度在200-240℃,螺杆转速为350rpm,然后冷却、干燥、切粒成粒料即得产品。
实施例1-3及对比例均注塑成直径为100mm、厚度为3mm的圆板,恒温恒湿放置48h后用游标卡尺测试圆板翘曲后的最大高度A,用最大高度A和圆板直径D的比值来表征材料的翘曲程度,翘曲度为A/D。翘曲度及其他理化性能如下表所示:
Figure BDA0002384405490000061
由实施例1和对比例可知,由于玻璃微珠具有好的对称性,所表现出的各项同性越明显,用其填充的产品抗翘曲性就更好些;不过冲击性能,相对于填充碳酸钙而言,有所下降。此外,复配阻燃剂的加入,使得各实施例和对比了都具有良好的阻燃性能。通过实施1、实施2和实施3结果来看,扁平化玻纤和玻璃微珠共同作用,使得填充的产品具有韧性和抗翘曲性;综上,实施3可以满足要求兼具阻燃和低翘曲的产品的应用。
通过上述方案,本发明通过在配方中增加玻璃纤维、无机填料和复配阻燃剂,使得PBT复合材料兼具良好力学性能、阻燃性能和抗翘曲性能,从而拓展其在高档电气部件、大家电外壳等领域的应用范围。
此外,当玻璃纤维的横截面为扁平时,成型产品的强度大大提高和翘曲大大降低;当无机填料包括玻璃微珠时,可以进一步改善复合材料的各向异性,使得其填充的产品抗翘曲性得到改善。
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于包括以下重量份数的原料:聚对苯二甲酸丁二醇酯40-60份;玻璃纤维15-30份;无机填料10-20份;复配阻燃剂5-20份;增韧剂5-10份;复配抗氧剂0.2-0.4份;润滑剂0.1-0.3份;抗滴落剂0.1-0.3份。
2.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特征粘度为0.8-1.0dL/g。
3.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述玻璃纤维包括普通无碱玻纤、扁平化玻纤中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述复配阻燃剂由溴系阻燃剂和锑系协效阻燃剂混合制成;其中,溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴化苯乙烯中的至少一种,锑系协效阻燃剂包括三氧化锑、三氧化锑母粒中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述增韧剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述复配抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂混合制成;其中,受阻酚类抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、受阻酚类抗氧剂1076中的至少一种,亚磷酸酯类抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂626、亚磷酸酯类抗氧剂168中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料,其特征在于:
所述润滑剂包括硅酮母粒、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种;
所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
9.一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、将聚对苯二甲酸丁二醇酯、无机填料、复配阻燃剂、增韧剂、复配抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂通过高速混合机高速混合均匀,得到混合材料;
步骤二、将混合材料加入双螺杆挤出机的主喂料口、玻璃纤维加入双螺杆挤出机的侧喂料口,经熔融、挤出、冷却、干燥、切粒成粒料。
10.如权利要求9所述的一种增强阻燃低翘曲PBT复合材料的制备方法,其特征在于:
所述双螺杆挤出机螺筒各分区温度设定为200-240℃,螺杆转速为350rpm。
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