一種無(wú)鹵阻燃pbt復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料由以下按質(zhì)量百分比計(jì)算的組分制備得到：PBT35%~60%，無(wú)鹵阻燃劑18%~25%，無(wú)堿玻璃纖維20%~40%，硅烷偶聯(lián)劑0.2%~1.5%，復(fù)合抗氧劑0.2%~0.5%，馬來(lái)酸酐接枝POE0.5%~5%，茂金屬聚乙烯蠟0.3%~1%，無(wú)鹵阻燃劑如式（Ⅰ）及式（Ⅱ）所示物質(zhì)的混合物，（Ⅰ），（Ⅱ）。本發(fā)明提升了材料的阻燃性能、機(jī)械性能和使用性能，并提高了反應(yīng)速度。本發(fā)明所提供的制備方法可得到滿足阻燃要求且綜合性能優(yōu)良的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，且制備工藝簡(jiǎn)單，容易操作，所得復(fù)合材料質(zhì)量穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】[0001] 一種無(wú)南阻燃PBT復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種PBT復(fù)合材料及其制備方法，具體地說(shuō)是一種無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合 材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT)是由美國(guó)Celanese公司在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)并工 業(yè)化生產(chǎn)的一類較新的熱塑性工程塑料，具有結(jié)晶速度快、吸水率低、耐候性好、力學(xué)性能 優(yōu)良和突出的耐摩擦和耐磨耗特性而成為通用工程塑料中工業(yè)化最晚而發(fā)展速度最快的 品種。PBT是一種結(jié)晶線型飽和聚酯，常用于汽車、機(jī)械設(shè)備、電子電氣制造業(yè)中。然而，PBT 材料也存在著阻燃性能差、缺口沖擊強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。目前在 PBT材料中添加聚四氟乙烯、聚丙烯酸五溴代苯酯或反應(yīng)型阻燃劑，S卩引入具有阻燃效果的 共聚單體，提高其阻燃性能。自從2003年歐盟公布的WEEE和RoHS指令，限制了鹵素阻燃 劑的使用后，無(wú)鹵阻燃劑與傳統(tǒng)的鹵素阻燃體系相比，存在填充量大和機(jī)械性能較差等缺 點(diǎn)，因此，如何利用市面上常用的玻璃纖維增強(qiáng)PBT機(jī)械性能和耐熱性材料，并且如何選用 合適的無(wú)鹵阻燃劑，研制一種無(wú)鹵阻燃的PBT復(fù)合材料是環(huán)境友好的綠色新材料的一個(gè)重 要發(fā)展方向。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種反應(yīng)速度快、綜合性能好、阻燃效能高、環(huán)保 安全的高機(jī)械性能無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料及其制備方法。
[0005] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料以下按質(zhì)量百分比計(jì)算的 組分制備得到 ： PBT 35% ~ 60%， 無(wú)鹵阻燃劑18%?25%， 無(wú)堿玻璃纖維20%?40%， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 2%?1. 5%， 復(fù)合抗氧劑0. 2%?0. 5%， 馬來(lái)酸酐接枝Ρ0Ε 0. 5%?5%， 茂金屬改性聚乙烯蠟〇. 3%?1%， 其中，所述無(wú)鹵阻燃劑為式（I )及式（II)所示物質(zhì)的混合物，可優(yōu)選質(zhì)量比為 1:1-5:1,

【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料由以下按質(zhì)量百分比計(jì)算的組 分制備得到： PBT 35% ~ 60%， 無(wú)鹵阻燃劑18%?25%， 無(wú)堿玻璃纖維20%?40%， 硅烷偶聯(lián)劑 0.2%?1.5%， 復(fù)合抗氧劑0. 2%?0. 5%， 馬來(lái)酸酐接枝POE 0. 5%?5%， 茂金屬改性聚乙烯蠟〇. 3%?1%， 其中，所述無(wú)鹵阻燃劑為式（I )及式（II)所示物質(zhì)的混合物，
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑是對(duì)端 氫基聚硅氧烷進(jìn)行聚醚改性制成的聚醚改性有機(jī)硅烷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑是對(duì)端 氫基聚硅氧烷用烯丙基縮水甘油醚進(jìn)行聚醚改性制成的聚醚硅油。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述端氫基聚硅氧烷由 八甲基環(huán)四硅氧烷與四甲基二氫硅氧烷在濃硫酸催化下反應(yīng)得到，且所述四甲基二氫硅氧 烷的添加量為八甲基環(huán)四硅氧烷的8-16% (質(zhì)量)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述烯丙基縮水甘油醚 添加量為端氫基聚硅氧烷用量的12-20% (質(zhì)量)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述復(fù)合抗氧劑為 2, 6-叔丁基-4-甲基苯酚和雙（3, 5-叔丁基-4-羥基苯基）硫醚的復(fù)配物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述茂金屬改性聚乙烯 蠟為PE4201 或PEMA 4221，所述PEMA4221 中含MAH3%(質(zhì)量）。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于該制備方法包括以下步驟： (1) 、準(zhǔn)備各組分材料，并按比例稱??； (2) 、將PBT在120°C?130°C下干燥4?6小時(shí)，含水率控制在0. 03%以下，干燥后備 用； (3) 、將干燥處理后的PBT與馬來(lái)酸酐接枝POE、復(fù)合抗氧劑、茂金屬改性聚乙烯蠟加入 攪拌桶中，攪拌使其充分混合； (4) 、將步驟（3)得的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融混煉、擠出并造粒，擠出溫 度為 200°C ?260°C ; (5) 、將步驟（4)擠出的粒料烘干后，再與無(wú)鹵阻燃劑、無(wú)堿玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑充 分混合，并將該混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行二次熔融混煉、擠出并造粒，即得無(wú)鹵阻 燃PBT復(fù)合材料； 其中，所述硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)下述方法制備得到： (A) 、端氫硅油的制備 在裝有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、溫度計(jì)的潔凈反應(yīng)容器中按比例加入八甲基環(huán) 四硅氧烷、四甲基二氫硅氧烷、濃硫酸催化劑，在25-35°C下混和攪拌4-5h至反應(yīng)結(jié)束，中 和，水洗，油層分離，真空脫除低沸物雜質(zhì)，得到淡黃色液體； (B) 、聚醚改性有機(jī)硅烷的制備 在帶有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、溫度計(jì)的潔凈反應(yīng)容器中按比例加入端氫硅 油、烯丙基縮水甘油醚和鉬催化劑，攪拌加熱至75-85°C，反應(yīng)至澄清狀，減壓除去低沸物及 未反應(yīng)的反應(yīng)物，得到透明粘稠狀液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)鹵阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述無(wú)鹵阻 燃劑中式（II)所示物質(zhì)通過(guò)下述步驟制備得到： (a) 1-(2-羥乙基）-3-甲基咪唑氯鹽制備 將甲基咪唑加入到反應(yīng)容器中，再加入氯乙醇，甲基咪唑與氯乙醇的添加摩爾比為 5:6,然后慢慢升溫到1KTC反應(yīng)三天至溶液顏色為棕色，冷卻之后用丙酮洗產(chǎn)物除去多余 的原料，冷卻結(jié)晶；晶體用乙醇溶解，加入活性炭攪拌進(jìn)行脫色；最后過(guò)濾除去活性炭，濾 液濃縮除去乙醇，得黃色粘稠離子液體； (b) 1-(2-羥乙基）-3-甲基咪唑醋酸鹽的制備 稱取1-(2-羥乙基）-3-甲基咪唑氯鹽加入到單口燒瓶中，然后加入乙酸銨，1-(2-羥乙 基）-3-甲基咪唑氯鹽與乙酸銨的添加摩爾比為1:1. 2,最后加入異丙醇進(jìn)行溶解；在60°C 下反應(yīng)2天至反應(yīng)結(jié)束；過(guò)濾除去沉淀，所得濾液進(jìn)行濃縮除去溶劑，然后再加入乙腈有白 色固體沉淀析出為銨鹽；過(guò)濾除去沉淀，再次濃縮除去乙腈，得到淡黃色油狀物； (c) 1-甲基-3-(2-二苯膦氧基）乙基-咪唑醋酸鹽的制備 將1-(2-羥乙基）-3-甲基咪唑醋酸鹽加入到反應(yīng)容器中，用經(jīng)CaH2回流處理的乙腈溶 解，再加入經(jīng)CaH2回流處理的無(wú)水三乙胺攪拌，然后緩慢滴加 PPh2Cl，1-(2-羥乙基）-3-甲 基咪唑醋酸鹽與PPh2Cl的摩爾比為1:1，且PPh 2Cl溶解在乙腈中配成溶液，滴加完后攪拌 半小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，濾液濃縮，得有白色物質(zhì)夾雜的油狀液體，用乙腈溶解，過(guò)濾除去 白色沉淀物，得黃色油狀液體產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】C08K5/5377GK104059340SQ201410191744
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】劉家東, 徐家美, 葉冬芳, 洪茂林, 位純政, 裴文 申請(qǐng)人:新光工業(yè)（杭州）有限公司