CN114163783B - 一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 - Google Patents
一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114163783B CN114163783B CN202010944369.3A CN202010944369A CN114163783B CN 114163783 B CN114163783 B CN 114163783B CN 202010944369 A CN202010944369 A CN 202010944369A CN 114163783 B CN114163783 B CN 114163783B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zone temperature
- pbt
- halogen
- free flame
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 112
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 21
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 81
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 16
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- -1 Polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 229910001377 aluminum hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- LXWPJAGZRHTAOO-UHFFFAOYSA-N [Sb].[Br] Chemical group [Sb].[Br] LXWPJAGZRHTAOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical group [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical group NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006230 thermoplastic polyester resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2423/08—Copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2427/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2427/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2427/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2427/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料及其制备方法，由以下按重量百分比计的组分组成：PBT 40～65%；PET 0～10%；玻璃纤维15～30%；氮磷复合无卤阻燃剂15～17%；抗氧剂0.2～0.5%；增韧剂2～4%；润滑剂0.4～0.8%；抗滴落剂0.2～0.6%；扩链剂0.1～0.3%；成核剂0～0.5%；酯交换抑制剂0～0.5%。该材料集优异的阻燃性能、电气性能和力学性能于一体，能满足当前新基建下新能源汽车对材料耐热性、电气性能和阻燃性的需求；而且在加工过程中不会出现口模易冒火现象，操作更安全，并且能够在保证材料性能优异的同时进行可持续的安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate(简称PBT)，属于聚酯系列，是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。
PBT主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成，分子的高度几何规整性和刚性部分使聚合物具有高的机械强度，突出的耐化学试剂性，耐热性和优良的电性能；分子中没有侧链，结构对称，满足紧密堆砌的要求，从而使这种聚合物有高度的结晶形和高熔点，分子的结构决定了PBT具有良好的综合性能，在工程上具有很高的应用价值。但随着PBT应用需求不断扩大，应用领域也越来越细化，对PBT的性能提出了更高的要求，且PBT自身存在制件翘曲较大和缺口敏感性差的缺点。
作为五大工程塑料之一，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）具有优异的力学性能、耐腐蚀性和良好的流动性，广泛用于汽车、电子电气和轨道交通等领域。然而，由于其易燃性，在实际使用时需要对其进行阻燃改性，以减少其火灾隐患。传统的阻燃改性方式是通过加入阻燃剂进行共混基础后，使材料获得符合要求的阻燃性能。目前，市场上常用的PBT阻燃剂主要有三大类。其中，第一类为溴—锑协效阻燃剂，其产品具有良好的力学和阻燃性能。然而，由于溴—锑阻燃体系，其产品不符合日益严格的环保要求。加之其阻燃产品的CTI值较低，仅200V左右，这在高电压的使用环境中存在击穿的安全风险，因此限制了其在此类领域中的应用；第二类是有机次膦酸盐体系阻燃的PBT产品具有优异的阻燃性能和电气性能，但由于其存在一定的酸性，在加工时往往导致PBT材料有一定降解，导致其阻燃PBT产品的力学性能较差；第三类是采用无机次磷酸铝类阻燃剂，如CN109535666A公开了一种低成本、高CTI、高GWIT阻燃增强PBT复合材，由以下重量份的原料组成：PBT树脂40-52份、无卤复合阻燃剂14-25份、玻璃纤维25-30份、增韧剂1-5份、抗氧剂0.1-0.5份、其他加工助剂0.5-1份；其中无卤复合阻燃剂选用金属磷酸盐阻燃剂、有机磷酸盐阻燃剂、无机阻燃剂复配而成；所述金属磷酸盐阻燃剂为次磷酸铝HT-202A，所述有机磷酸盐阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐MPP，所述无机阻燃剂为氢氧化镁。该阻燃PBT复合材料虽然具有较优异的力学性能、阻燃性能和电气性能，但其产品在加工时存在严重的浇口冒火现象，因此，存在一定的火灾安全隐患而影响其使用。目前有相关研究对次磷酸铝进行包覆，降低其浇口冒火现象，但包覆层在螺杆的剪切作用下，以及玻纤对包覆层的破坏等仍存在一定的安全隐患。
随着无卤阻燃增强PBT产品下游应用领域如新能源汽车领域、电子电气领和轨道交通域等对其提出了越来越高的综合性能要求。当前新基建下新能源汽车对材料需求量较大，新能源汽车动力模组尤为看重材料耐热性、电气性能和阻燃性，因此集优异力学性能、阻燃性能、电气性能和成型加工性能成为阻燃PBT产品的重要发展方向。
有鉴于此，亟需找到一种可持续安全生产，集优异力学性能、阻燃性能和电气性能的综合性能优异的无卤阻燃增强PBT材料，以解决下游应用领域的迫切需求。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，该材料具有优异的阻燃性能、电气性能和力学性能，其CTI可达到650V、拉伸强度可以达到110MPa、弯曲强度可以达到180MPa，悬臂梁缺口冲击可达到10 KJ/m2，综合性能优异，能满足当前新基建下新能源汽车对材料耐热性、电气性能和阻燃性的需求。
本发明的目的之二在于提供上述无卤阻燃增强PBT材料的制备方法，该方法在产品加工过程中不会出现口模易冒火现象，消除了安全隐患，操作更安全，并且能够在保证材料性能优异的同时进行可持续的安全生产。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 40～65%；
PET 0～10%；
玻璃纤维 15～30%；
氮磷复合无卤阻燃剂 15～17%；
抗氧剂 0.2～0.5%；
增韧剂 2～4%；
润滑剂 0.4～0.8%；
抗滴落剂 0.2～0.6%；
扩链剂 0.1～0.3%；
成核剂 0～0.5%；
酯交换抑制剂 0～0.5%。
进一步的，所述PBT基体材料的粘度为0.95～1.5，优选PBT 1100-211M或PBT1100-211S中的至少一种。
进一步的，所述PET基体材料的粘度为0.75～0.85。
进一步的，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，如玻纤 ECS303W-3-k，为市售产品。
进一步的，所述氮磷复合无卤阻燃剂选自阻燃剂1310，为市售产品。
进一步的，所述抗氧剂选自抗氧剂B190，为由受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配而成的复合抗氧剂。
进一步的，所述增韧剂选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物EMA，如AX8900。
进一步的，所述润滑剂为一种具有“超支化”结构的高分子量、无挥发、无分解的节能环保润滑，如润滑剂C100。
进一步的，所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯类抗滴落剂，其分子量在400万～500万，如抗滴落剂XD-666A。
进一步的，所述扩链剂选自环氧类扩链剂，可与缩合热塑性塑料快速进行反应，如扩链剂 5045。
进一步的，所述成核剂是通过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒晶尺寸微细化，达到缩短成型周期成型、提高制品的透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性以及抗蠕变性等物理机械性能。本发明选自成核剂 P250，为市售产品。
进一步的，所述酯交换剂抑制可抑制PBT、PET发生酯交换，选自酯交换抑制剂PGP-B。
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT改性材料的制备方法，包括以下步骤：
A. 按重量百分比称取各组分，除玻璃纤维外，将其它称取的各组分原料于高速混料机中混合均匀，混料速率160～250r/min，混料时间4～6min；
B. 将步骤A混合后的物料由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
双螺杆挤出机各段温度分别为：一区温度：210～230℃；二区温度：230～255℃；三区温度：230～255℃；四区温度：230～255℃；五区温度：230～250℃；六区温度：230～250℃；七区温度：230～250℃；八区温度：230～250℃；九区温度：230～250℃；十区温度：230～255℃；螺杆转速200～250r/min；
C. 将步骤B得到的料条牵引至切粒机，切成粒径3mm的粒料，再将粒料在90～120℃下烘4～6h，包装即得成品。
本发明具有以下优点及有益效果：
1、采用本发明组分配伍得到的无卤阻燃增强PBT材料，不仅能达到阻燃UL94V-0级，且拉伸强度可以达到110MPa、弯曲强度可以达到180MPa、悬臂梁缺口冲击强度可达到10KJ/m2 、CTI可达到650V，是一款集力学性能、阻燃性能和电气性能为一体综合性能优异的改性材料，能满足当前新基建下新能源汽车对材料耐热性、电气性能和阻燃性的需求。
2、采用磷氮复配无卤阻燃剂作为无卤阻燃增强PBT材料的无卤阻燃剂，可以完全消除现有技术中，在加工过程中口模易冒火现象，在保证材料性能优异的同时，操作更安全。
3、本发明工艺操作简单，易于控制，适宜于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 54.2%
PET 10%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 15%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 17%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 2%
润滑剂C100 0.6%
抗滴落剂XD-666A 0.4%
扩链剂5045 0.3%
酯交换抑制剂 PGP-B 0.3%
其制备方法如下：
A. 按重量百分比称取各组分，再将称取的PBT、PET、氮磷复合无卤阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、润滑剂、扩链剂、抗滴落剂和酯交换抑制剂于高速混料机中混合均匀，混料速率200r/min，混料时间5min；
B. 将步骤A混合后的物料由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
双螺杆挤出机各段温度分别为：一区温度：230℃；二区温度：250℃；三区温度：250℃；四区温度：250℃；五区温度：240℃；六区温度：240℃；七区温度：240℃；八区温度：240℃；九区温度：240℃；十区温度：250℃；螺杆转速200r/min；
C. 将步骤B得到的料条牵引至切粒机，切成粒径3mm的粒料，再将粒料在90℃下烘6h，包装即得PBT改性材料成品。
性能测试实验：
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表1所示：
本发明使用氮磷复合无卤阻燃剂1310，与现有技术中产品性能较好的阻燃剂（包覆次磷酸铝）相比较，在生产过程中口模不易着火，安全系数更高。从测试结果可以看出：添加15%的玻璃纤维，获得的无卤阻燃增强PBT产品热变形温度达195℃，同时产品力学性能优异，拉伸强度可以达到85MPa，弯曲强度可以达到140MPa，悬臂梁缺口冲击强度可达到7KJ//m2。能完全满足目前新基建下新能源汽车对材料耐热性、电气性能和阻燃性的要求。
实施例2
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 52.2%
PET 10%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 15%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 17%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.6%
抗滴落剂XD-666A 0.4%
扩链剂5045 0.3%
酯交换抑制剂 PGP-B 0.3%
本实施例与实施例1相比，增韧剂AX8900含量由2%提高到4%，工艺步骤与实施例1中的工艺步骤、工艺参数均相同。
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表2所示：
本实施例中，选取52.2%PBT和10%PET作为基材，两种材料结构相近， PET的加入在降低产品翘曲性的同时降低成本。在高温熔融状态下，PBT与PET会发生酯交换作用，因此在配方中添加0.3%酯交换抑制剂，抑制其发生反应，提高结晶性，保证力学和热学性能不下降。
实施例3
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 62.3%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 15%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 17%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.6%
抗滴落剂XD-666A 0.4%
扩链剂5045 0.3%
成核剂P250 0.2%
工艺步骤同实施例1，双螺杆挤出机各段温度分别为：220℃，240℃，240℃，235℃，235℃，230℃，230℃，230℃，230℃，235℃；螺杆转速：250r/min
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表3所示：
本实施例中，未添加PET，在此情况下，PBT分子链形态不会被破坏，加入0.2%成核剂促进其进一步结晶，提高其力学性能。
实施例4
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 65%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 15%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 17%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 2%
润滑剂C100 0.3%
抗滴落剂XD-666A 0.3%
扩链剂5045 0.2%
本实施例与实施例3相比，未添加成核剂，工艺步骤同实施例1，工艺参数与实施例3相同。
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表4所示：
与实施例3相比，本实施例中未添加成核剂，虽然力学性能较实施例3稍低，但仍可获得综合性能优异的无卤阻燃增强PBT材料，能满足下游产业需求。
实施例5
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 40.4%
PET 8.8%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 30%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 15%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.6%
抗滴落剂XD-666A 0.5%
扩链剂5045 0.1%
酯交换抑制剂 PGP-B 0.4%
工艺步骤同实施例1，双螺杆挤出机各段温度分别为：温度：220℃，245℃，245℃，245℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃；螺杆转速：200r/min
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表5所示：
本实施例中，提高玻璃纤维含量至30%，调整其他组分的配比，可获得综合性能优异的高玻纤无卤阻燃增强PBT材料，能满足下游产业需求。
实施例6
一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 40%
PET 8.6%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 30%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 15%
抗氧剂B190 0.3%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.8%
抗滴落剂XD-666A 0.2%
扩链剂5045 0.3%
成核剂P250 0.3%
酯交换抑制剂 0.5%
将本实施例制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表6所示：
本实施例组分配比与实施例5基本相同，仍然是获得了综合性能优异的高玻纤无卤阻燃增强PBT材料，能满足下游产业需求。
实施例7
按照表7-1中的重量配比称取各原料制备低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料。
工艺步骤同实施例1，方案1和2双螺杆挤出机各段温度分别为：220℃，240℃，240℃，235℃，230℃，230℃，230℃，230℃，230℃，240℃；螺杆转速：250r/min；方案3双螺杆挤出机各段温度为：220℃，245℃，245℃，245℃，240℃，240℃，235℃，235℃，235℃，245℃；螺杆转速：200r/min；
将本实施例采用三种方案制得的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，分别经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表7-2所示：
选用黏度不同的两种PBT，1100-211S为高黏度PBT。为提高PBT改性材料的抗热氧化性能，加入了抗氧化剂；选用增韧剂AX8900可有效提高样品的缺口冲；选用超支化润滑剂C100，在双螺杆挤出过程中，拉条不易断，并且能提高样品的力学性能；选用扩链剂也能提高PBT的分子量，提升其力学性能；选用的抗滴落剂为超高分子量聚四氟乙烯类抗滴落剂，可以提高PBT改性材料的阻燃性能；选用的酯交换抑制剂为抑制PBT、PET发生酯交换的酯交换抑制剂，可抑制PBT和PET在高温时，发生的酯交换反应，提高复合材料的结晶度，从而提高复合材料的力学性能；本实施例中，可以看出酯交换抑制剂、抗滴落剂以及润滑剂的适量加入，不仅利于生产中改性材料的成型加工，更利于得到优异综合性能的PBT改性材料。
对比实验例
按照表8-1中的重量配比称取各原料制备无卤阻燃增强PBT材料。
工艺步骤、工艺条件与实施例1相同。
将对比例1-6制得的无卤阻燃增强PBT材料，分别经注塑机注塑成测试样片进行性能测试，测试结果如表8-2所示：
从表8-1、表8-2可以得知，本发明研发的该无卤阻燃增强PBT材料，阻燃剂1310含量在15%~17%范围内，其综合性能最优异。对比例1中，降低阻燃剂1310含量到14%，由于玻璃纤维不能燃烧可以提高阻燃效果，将其含量提高到32%制备出的无卤阻燃增强PBT材料阻燃性能为V-1；对比例2中，提高阻燃剂1310含量至20%，阻燃性能可以达到V-0，但力学性能较低。从对比例3可以看出，使用阻燃剂G2时，13%含量则可达到1.6mm V-0级别，力学性能尚可，但G2为包覆次磷酸，其包覆层在螺杆的剪切作用下，以及玻纤对包覆层的破坏等仍存在一定的安全隐患。从对比例4-5可以看出，阻燃剂TZ-301T为13%时，阻燃效果不佳，无法达到V-0；进一步提高阻燃剂含量至15%后，阻燃效果提高，但材料力学性能下降较大。对比例6中，未添加扩链剂和成核剂，材料力学性能略有下降，但仍是一款国内先进的综合性能优异的无卤阻燃增强PBT材料，可满足下游产业需求。
Claims (8)
1.一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，其特征在于由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 40.4%
PET 8.8%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 30%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 15%
抗氧剂B190 0.2%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.6%
抗滴落剂XD-666A 0.5%
扩链剂5045 0.1%
酯交换抑制剂 PGP-B 0.4%。
2.一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，其特征在于由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 40%
PET 8.6%
玻璃纤维 ECS303W-3-k 30%
氮磷复合无卤阻燃剂1310 15%
抗氧剂B190 0.3%
增韧剂AX8900 4%
润滑剂C100 0.8%
抗滴落剂XD-666A 0.2%
扩链剂5045 0.3%
成核剂P250 0.3%
酯交换抑制剂 0.5%。
3.一种如权利要求1所述的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料的制备方法，其特征在于，工艺步骤如下：
A. 按重量百分比称取各组分，再将称取的PBT、PET、氮磷复合无卤阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、润滑剂、抗滴落剂、扩链剂、成核剂和酯交换抑制剂于高速混料机中混合均匀，混料速率200r/min，混料时间5min；
B. 将步骤A混合后的物料由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
双螺杆挤出机各段温度分别为：一区温度：220℃；二区温度：245℃；三区温度：245℃；四区温度：245℃；五区温度：240℃；六区温度：240℃；七区温度：240℃；八区温度：240℃；九区温度：240℃；十区温度：245℃；螺杆转速200r/min；
C. 将步骤B得到的料条牵引至切粒机，切成粒径3mm的粒料，再将粒料在90℃下烘6h，包装即得PBT改性材料成品。
4.一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，其特征在于由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 49.2%
玻纤 ECS303W-3-k 30%
增韧剂 AX8900 4%
抗氧剂 B190 0.2%
润滑剂C100 0.6%
扩链剂5045 0.3%
成核剂P250 0.2%
阻燃剂 1310 15%
抗滴落剂 666A 0.5%。
5.一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，其特征在于由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211S 49.2%
玻纤 ECS303W-3-k 30%
增韧剂 AX8900 4%
抗氧剂 B190 0.2%
润滑剂C100 0.6%
扩链剂5045 0.3%
成核剂P250 0.2%
阻燃剂 1310 15%
抗滴落剂 666A 0.5%。
6.一种如权利要求4或5所述的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料的制备方法，其特征在于，工艺步骤如下：
A. 按重量百分比称取各组分，再将称取的PBT、抗氧剂、增韧剂、润滑剂、扩链剂、抗滴落剂、阻燃剂 1310和成核剂于高速混料机中混合均匀，混料速率200r/min，混料时间5min；
B. 将步骤A混合后的物料由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
双螺杆挤出机各段温度分别为：一区温度：220℃；二区温度：240℃；三区温度：240℃；四区温度：235℃；五区温度：230℃；六区温度：230℃；七区温度：230℃；八区温度：230℃；九区温度：230℃；十区温度：240℃；螺杆转速250r/min；
C. 将步骤B得到的料条牵引至切粒机，切成粒径3mm的粒料，再将粒料在90℃下烘6h，包装即得PBT改性材料成品。
7.一种低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料，其特征在于由以下按重量百分比计的组分组成：
PBT 1100-211M 44.2%；
PET 5%；
玻纤 ECS303W-3-k 30%；
增韧剂 AX8900 4%；
抗氧剂 B190 0.2%；
润滑剂C100 0.6%；
扩链剂5045 0.3%；
成核剂P250 0.2%；
阻燃剂 1310 15%；
抗滴落剂 666A 0.3%；
酯交换抑制剂 PGP-B 0.2%。
8.一种如权利要求7所述的低翘曲、高CTI的无卤阻燃增强PBT材料的制备方法，其特征在于，工艺步骤如下：
A. 按重量百分比称取各组分，再将称取的PBT、PET、抗氧剂、增韧剂、润滑剂、扩链剂、抗滴落剂、阻燃剂 1310、成核剂和酯交换抑制剂于高速混料机中混合均匀，混料速率200r/min，混料时间5min；
B. 将步骤A混合后的物料由双螺杆挤出机的主加料斗加入，玻璃纤维由双螺杆挤出机的侧加料斗加入，从双螺杆挤出机挤出口挤出，得到料条；
双螺杆挤出机各段温度分别为：一区温度：220℃；二区温度：245℃；三区温度：245℃；四区温度：245℃；五区温度：240℃；六区温度：240℃；七区温度：235℃；八区温度：235℃；九区温度：235℃；十区温度：245℃；螺杆转速200r/min；
C. 将步骤B得到的料条牵引至切粒机，切成粒径3mm的粒料，再将粒料在90℃下烘6h，包装即得PBT改性材料成品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010944369.3A CN114163783B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010944369.3A CN114163783B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114163783A CN114163783A (zh) | 2022-03-11 |
| CN114163783B true CN114163783B (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=80475689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010944369.3A Active CN114163783B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114163783B (zh) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617996A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-08-01 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种无卤玻纤增强pbt/pet合金材料及其制备方法 |
| CN104231575B (zh) * | 2014-09-29 | 2017-01-25 | 济南泰星精细化工有限公司 | 一种无卤无膦pbt增强复合材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-09-10 CN CN202010944369.3A patent/CN114163783B/zh active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 贾义军 等."满足苛刻阻燃要求的环保阻燃增强PBT的研究".《工程塑料应用》.2012,第40卷(第3期),21-25. * |
| 陈春银 等."一种可过850℃灼热丝和400V CTI的增强阻燃改型PBT的研究".《广东化工》.2021,第48卷(第17期),42-47. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114163783A (zh) | 2022-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108624006B (zh) | 一种高流动玻纤增强阻燃pc/pbt合金材料及其制备方法 | |
| CN111286163A (zh) | 一种增强阻燃低翘曲pbt合金材料及其制备方法 | |
| CN104861595B (zh) | 无卤阻燃pbt材料及其制备方法 | |
| CN111154241A (zh) | 一种增强阻燃低翘曲pbt复合材料及其制备方法 | |
| CN114605789A (zh) | 一种pbt复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104693701A (zh) | 低翘曲无卤阻燃玻纤增强pbt/as合金及其制备方法 | |
| CN114163783B (zh) | 一种低翘曲、高cti的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法 | |
| CN118374132A (zh) | 一种含生物基无卤阻燃剂的改性pbt材料及其制备方法 | |
| CN111004476B (zh) | 一种工程塑料组合物及其制备方法 | |
| KR101748243B1 (ko) | 유동성과 표면 광택이 우수한 비할로겐 난연성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품 | |
| CN102617998B (zh) | 一种改性母料及其制备方法和应用 | |
| CN112812535B (zh) | 一种pc/abs/hips合金材料及其制备方法 | |
| CN104725794A (zh) | 一种玻纤增强阻燃pbt和pet合金 | |
| CN113736221A (zh) | 一种无卤阻燃增强pbt改性材料及其制备方法 | |
| CN112480630A (zh) | 一种高铁用良外观无卤阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
| CN114106530B (zh) | 高cti值无卤阻燃增强pet改性工程塑料及其制备方法和应用 | |
| JPS6011554A (ja) | ポリエステル樹脂組成物 | |
| KR20150076642A (ko) | 폴리에스터 수지 조성물 | |
| CN1279119C (zh) | 一种阻燃增强塑料及其生产工艺 | |
| JP3481453B2 (ja) | 難燃性ポリエステル樹脂組成物及びそれからなる家電製品用成形品並びにその製造方法 | |
| EP2652005A1 (en) | Poly(butylene terephthalate) ester compositions, methods of manufacture, and articles thereof | |
| CN117209976A (zh) | 一种阻燃增韧抗静电复合材料及其制备方法 | |
| CN108641309A (zh) | 一种继电器用无卤增强阻燃pbt材料及其制备方法 | |
| JPH05239326A (ja) | 難燃性樹脂組成物 | |
| JP3909147B2 (ja) | 難燃性ポリエステル樹脂組成物およびそれからなる家電製品用成形品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |