專利名稱：一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)阻燃改性材料均使用有鹵系列做阻燃劑，其中溴系阻燃劑具體為溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚等。 此類阻燃劑含量在12-18%，還需使用3 1的三氧化二銻(Sb2O3)作為阻燃協(xié)效劑，這些阻燃劑均為粉體，在和原材料混合時，極不容易混合均勻，而且混合時揚(yáng)起的粉塵更是污染周圍環(huán)境和影響人員健康。也因為這類材料中所含粉體較多，制得材料的韌性和強(qiáng)度不高， 生產(chǎn)出的制品抗沖擊性能較差，容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。目前雖然已有使用無鹵阻燃劑來進(jìn)行阻燃改性，但由于其各自的局限性都難以在很大范圍得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中苯二甲酸丁二醇酯(PBT)阻燃改性材料不易混合、韌性及強(qiáng)度不高的問題，提供了一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法，為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來解決的一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯由以下材料按重量配比制成聚對苯二甲酸丁二醇酯45.1-54.1%;阻燃母粒12-18% ；潤滑劑0.6%;抗氧化劑0.3%;增塑劑3-6% ；長玻璃纖維30% ；優(yōu)選的，所述阻燃母粒為聚對苯二甲酸丁二醇酯、溴化環(huán)氧樹脂和三氧化二銻的互配阻燃劑；優(yōu)選的，所述潤滑劑為OP蠟、偶聯(lián)劑、白油中的一種；優(yōu)選的，所述抗氧化劑為三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯晴、 三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種；優(yōu)選的，所述增塑劑為EPDM接枝馬來酸酐或丙烯酸酯接枝三元乙丙彈性體中的一種。優(yōu)選的，所述聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯的相對密度為1.33-1. 36，熔點(diǎn)為 222-227°C，熔體粘度為 0. 9-1. 1。優(yōu)選的，在所述的阻燃母粒中，溴化環(huán)氧樹脂和三氧化二銻含量在70-80%，其余
為聚對苯二甲酸丁二醇酯。
優(yōu)選的，所述的增塑劑占組分的4. 5-5. 5%。優(yōu)選的，所述的長玻璃纖維直徑為5-15微米。以及一種如權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法，其特征在于包括步驟(1)、按重量配比稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯及其他助劑；O)、將稱好的聚對苯二甲酸丁二醇酯、阻燃母粒、增塑劑、抗氧化劑、潤滑劑，按順序混合后于攪拌桶中攪拌；(3)、將混合好的原料置雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，造粒，在生產(chǎn)過程中從擠出機(jī)中段加入長玻璃纖維。優(yōu)選的，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為一區(qū)220-230 °C、二區(qū)220-230 °C、三區(qū) 230-235°C、四區(qū) 230-240°C、五區(qū) 230_240°C、六區(qū) 220_235°C、七區(qū) 220_230°C。優(yōu)選的，步驟C3)中，長玻璃纖維的添加含量=玻璃纖維進(jìn)入重量*100%/產(chǎn)出材料的總重量。優(yōu)選的，步驟⑵中攪拌桶中攪拌3-7分鐘。優(yōu)選的，步驟O)中攪拌桶的轉(zhuǎn)速為500-1200轉(zhuǎn)/分鐘。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明阻燃母粒替代了溴系阻燃劑和阻燃劑Sb2O3粉體的直接使用，有效的減少了粉體的含量，使各物料能混合均勻、充分，有效地提高材料的韌性要求。2、本發(fā)明使用的EPDM接枝馬來酸酐或丙烯酸酯接枝三元乙丙彈性體增塑劑可讓制得的復(fù)合材料在50-10(TC模溫時成型，降低了能源消耗。3、使用的各種助劑均為國產(chǎn)市售材料，降低了生產(chǎn)成本，使制得的產(chǎn)品極具市場競爭力。制備過程簡單，生產(chǎn)工藝流暢、可控。
具體實施例方式以下結(jié)合通過實驗例以及實施例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，然而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅僅局限于以下實施例。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明提供一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料及其制備方法。 a 按重量配比稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯及其他助劑；b 將稱好的聚對苯二甲酸丁二醇酯、阻燃母粒、潤滑劑、增塑劑、抗氧化劑，按順序混合后于攪拌桶中攪拌3-7分鐘；c 將b 中混合好的原料置雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，造粒，在生產(chǎn)過程中從擠出機(jī)中段加入長玻璃纖維；加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220-230°C、 三區(qū)溫度為230-2 °C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230-240°C、六區(qū)溫度為 220-235°C、七區(qū)溫度為220-230°C，混合料在螺桿中的輸送時間為1_2分鐘。為便于本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述在實施例中，聚對苯二甲酸乙二醇酯采用相對密度為1.34-1.37，熔點(diǎn)為 222-227°C，熔體粘度為0. 9-1. 1的PBT樹脂；阻燃母粒為含量在70-80%溴化環(huán)氧樹脂和三氧化二銻，其余為聚對苯二甲酸丁二醇酯；潤滑劑為OP蠟、偶聯(lián)劑、白油中的一種；抗氧化劑為三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯晴、三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種；增塑劑為EPDM接枝馬來酸酐或丙烯酸酯接枝三元乙丙彈性體中的一種； 長玻璃纖維為直徑在5-15微米。實施例1 (按重量百分比，以下實施例相同)將PBT 45. 1%、阻燃母粒18%、潤滑劑0. 6%、抗氧化劑0. 3%、增塑劑6%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌5分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維 30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為230_2;35°C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230-240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為220_230°C。實施例2將PBT 48. 1%、阻燃母粒18%、潤滑劑0. 6%、抗氧化劑0. 3%、增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌5分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維 30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為230_2;35°C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230-240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為220_230°C。實施例3將PBT 51. 1%、阻燃母粒15%、潤滑劑0.6%、抗氧化劑0.3%、增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌5分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維 30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為230_2;35°C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230-240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為220_230°C。實施例4將PBT 54. 1%、阻燃母粒12%、潤滑劑0. 6%、抗氧化劑0. 3%、增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌5分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維 30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為230_2;35°C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230-240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為220_230°C。在擠出機(jī)中段加入長玻璃纖維的過程中，同時稱取原料長玻璃纖維減少的重量 (即添加進(jìn)材料的長玻璃纖維重量)和產(chǎn)出材料的重量，計算出長玻璃纖維的添加含量。計算公式為長玻璃纖維含量=玻璃纖維進(jìn)入重量*100% /產(chǎn)出材料的總重量，以便對產(chǎn)出材料中長玻璃纖維的含量進(jìn)行實時控制。對比例1將PBT 51.7%、溴系阻燃劑11.4%、Sb2O3 3%、潤滑劑0. 6%、抗氧化劑0. 3%、增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌7分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220-230°C、三區(qū)溫度為 230-2 °C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230_240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為 220-2300C ο對比例2將PBT 54. 1%、溴系阻燃劑 9.5%、Sb2O3 2. 5%、潤滑劑 0. 6%、抗氧化劑 0. 3%、 增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌7分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為 230-2 °C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230_240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為 220-2300C ο對比例3
將PBT 56. 5%、溴系阻燃劑7.6%、Sb2O3 2%、潤滑劑0. 6%、抗氧化劑0. 3%、增塑劑3%置于攪拌桶中預(yù)先攪拌7分鐘，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時在擠出機(jī)中段添加長玻璃纖維30%。其加工工藝溫度為220-230°C、二區(qū)溫度為220_230°C、三區(qū)溫度為 230-2 °C、四區(qū)溫度為230-240°C、五區(qū)溫度為230_240°C、六區(qū)溫度為220_2;35°C、七區(qū)溫度為 220-230°C。性能評價標(biāo)準(zhǔn)及性能指標(biāo)將上述造粒完成的粒子在120-140°C的鼓風(fēng)干燥箱中烘干3-4小時，然后在注射成型機(jī)上進(jìn)行測試樣件的制作成型。拉伸性能按ASTM D638進(jìn)行測試，試樣尺寸為165mmX13mmX3. 2mm，拉伸速度為50mm/min ；彎曲性能按ASTM D790進(jìn)行測試，試樣尺寸為U8mmX 13mmX 3. 2mm，彎曲速度為20mm/min，跨距為48mm ；懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256進(jìn)行測試，試樣尺寸為 63. 5mmX12. 7mmX3. 2mm，缺口深度于試樣剩余厚度之比為1 4;阻燃性能按照UL 94標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。實施例與對比例的物性比較表如下
權(quán)利要求
1. 一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述阻燃母粒改性聚對苯甲酸丁二醇酯由以下材料按重量配比制成
2.如權(quán)利要求1所述一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述阻燃母粒為聚對苯二甲酸丁二醇酯、溴化環(huán)氧樹脂和三氧化二銻的互配阻燃劑；
3.如權(quán)利要求1所述一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述潤滑劑為OP蠟、偶聯(lián)劑、白油中的一種；
4.如權(quán)利要求1所述一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述抗氧化劑為三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯晴、三(2，4- 二叔丁基酚) 亞磷酸酯中的一種；
5.如權(quán)利要求1所述一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于所述增塑劑為EPDM接枝馬來酸酐或丙烯酸酯接枝三元乙丙彈性體中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料，其特征在于所述聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯的相對密度為1. 33-1. 36，熔點(diǎn)為222-227°C，熔體粘度為 0. 9-1. 1。
7.如權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料，其特征在于在所述的阻燃母粒中，溴化環(huán)氧樹脂和三氧化二銻含量在70-80%，其余為聚對苯二甲酸丁二醇
8.如權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料，其特征在于所述的增塑劑占組分的4. 5-5.5%。
9.如權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料，其特征在于所述的長玻璃纖維直徑為5-15微米。
10.一種如權(quán)利要求1所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法， 其特征在于包括步驟(1)、按重量配比稱取聚對苯二甲酸丁二醇酯及其他助劑；O)、將稱好的聚對苯二甲酸丁二醇酯、阻燃母粒、增塑劑、抗氧化劑、潤滑劑，按順序混合后于攪拌桶中攪拌；(3)、將混合好的原料置雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，造粒，在生產(chǎn)過程中從雙螺桿擠出機(jī)中段加入長玻璃纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法，其特征在于雙螺桿擠出機(jī)的溫度為一區(qū)220-230°C、二區(qū)220-230°C、三區(qū)230_2;35°C、四區(qū) 230-240°C、五區(qū) 230-240°C、六區(qū) 220_235°C、七區(qū) 220_230°C。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中，長玻璃纖維的添加含量=玻璃纖維進(jìn)入重量*100%/產(chǎn)出材料的匕曰酉醇二丁酸甲二苯對 聚·45. 1-54. 1% ； 12-18% ；阻燃母粒潤滑劑抗氧化劑增塑劑長玻璃纖維·0. 6% 0. 3% 3-6% 30% ；總重量。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法，其特征在于步驟O)中攪拌桶中攪拌3-7分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料的制備方法，其特征在于步驟O)中攪拌桶的轉(zhuǎn)速為500-1200轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃母粒改性聚對苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法，該材料其組成按重量配比為(％)聚酯45.1-54.1％；阻燃母粒12-18％；潤滑劑0.6％；抗氧化劑0.3％；增塑劑3-6％；長玻璃纖維30％。本發(fā)明制得的材料，同現(xiàn)在通行的阻燃劑與主要原料直接混合而制得的材料相比，具有無粉塵污染、阻燃效果良好、韌性良好、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于電器開關(guān)、散熱風(fēng)扇、繼電器外殼、節(jié)能燈底座等電器零件。
文檔編號C08L63/00GK102241874SQ20101028971
公開日2011年11月16日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者徐東, 徐永, 胡玉潔 申請人:深圳市科聚新材料有限公司