一種新型無鹵阻燃組合物、無鹵阻燃pbt工程塑料復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及阻燃高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種新型無鹵阻燃組合物、無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料及其制備方法。無鹵阻燃劑FRs主要由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5按照特定的比例混合得到，這幾種物質(zhì)配合使用使得無鹵阻燃體系具有較高的耐熱穩(wěn)定性和很好的阻燃性能。一種無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，該材料是主要由PBT、無堿玻璃纖維、無鹵阻燃劑FRs、CTI協(xié)效劑、抗氧劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、增容劑、增韌劑制成，各成分協(xié)同配合，制得的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料的阻燃性能、電氣性能、耐熱性能、機械性能、著色性能等綜合性能優(yōu)越；該復合材料的制備方法，簡單易行，制得復合材料綜合性能優(yōu)越。
【專利說明】一種新型無鹵阻燃組合物、無鹵阻燃PBT工程塑料復合材 料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及阻燃高分子材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型無鹵阻燃組合物、無鹵 阻燃PBT工程塑料復合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)是一種結(jié)晶性線型飽和聚酯，具有優(yōu)良的加工性 能，機械性能，耐熱老化性，耐溶劑性，對水穩(wěn)定性和電氣性能等，已廣泛用于汽車、機械設(shè) 備、家用電器、電子電氣制造業(yè)中，成為工程塑料中重要的一員。
[0003] 在PBT工程塑料中需要添加阻燃劑來改進其阻燃性能。長期以來，阻燃PBT工程 塑料復合材料通常選用溴系阻燃劑。溴系阻燃劑具有阻燃效率高、阻燃效果好等特點，但溴 系阻燃劑中含有對環(huán)境可能造成不良影響的關(guān)聯(lián)物質(zhì)。隨著歐盟RoHS指令和REACH法規(guī) 的頒布、執(zhí)行，在歐盟、北美市場上的電子電氣、信息、辦公家電等行業(yè)中使用的阻燃材料要 求無鹵化，因此很多改性PBT工程塑料生產(chǎn)廠家積極開發(fā)無鹵阻燃PBT產(chǎn)品，
[0004] 無鹵阻燃PBT主要采用無機物、紅磷阻燃體系、磷氮系阻燃劑和有機次磷酸鹽等 阻燃劑。其中，無機物主要是氫氧化鎂、氫氧化鋁，因需要大量添加該兩種無機物才能達到 阻燃效果，使得無機物與PBT基體材料間相容性差，造成最終產(chǎn)品的物理機械性能下降很 大，難以滿足實際應用要求。采用紅磷阻燃體系雖然可以部分解決添加量大、產(chǎn)品性能下降 的問題，但是由于紅磷阻燃劑制品著色性能差，特別是紅磷熱穩(wěn)定性差，在與PBT混合加工 過程中產(chǎn)生大量的氣味較大且有毒的氣體，限制了紅磷阻燃PBT的許多用途。針對上述情 況，磷氮系阻燃劑或有機次膦酸鹽阻燃劑是目前無鹵阻燃PBT較好的無鹵阻燃劑之一。然 而，國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)與少數(shù)國際大公司的高端產(chǎn)品相比仍然存在著一定的缺陷，主要是相比 漏電起痕指數(shù)（CTI)、耐熱穩(wěn)定性較低，因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無鹵阻燃增強PBT 復合材料，具有重大應用價值和廣闊發(fā)展空間。
[0005] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種新型無鹵阻燃劑FRs，所述的無鹵阻燃劑FRs主 要由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5按照特定的比例混合得到，其中，F(xiàn)Rl是一種耐熱穩(wěn)定性無 鹵磷系阻燃劑，含四個季碳結(jié)構(gòu)的高熱穩(wěn)定磷酸酯，具有較好的結(jié)炭性能，磷含量達20% 以上；FR2是一種三聚氰胺焦磷酸鹽，屬于無鹵磷-氮系阻燃劑；FR3是一種樹枝型無鹵磷 氮系阻燃劑，屬于超支化磷-氮系阻燃劑，具有一定的增韌性，三者具有很好的協(xié)同阻燃效 率；FR4是一種改善材料綜合性能的聚醚酰亞胺，F(xiàn)R5是一種防熔滴和改善加工性能的添加 劑，F(xiàn)R4和FR5的加入能進一步提高無鹵阻燃體系FRs阻燃PBT的抗熔滴性能和改善材料 的綜合性能；這幾種物質(zhì)配合使用使得無鹵阻燃體系具有較高的耐熱穩(wěn)定性和很好的阻燃 性能。
[0007] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，該材料是主要 由PBT、無堿玻璃纖維、無剛且燃劑FRs、CTI協(xié)效劑、抗氧劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、增容劑、增韌 劑制成。其中，無鹵阻燃劑FRs有利于阻燃PBT工程塑料復合材料燃燒時生成的隔熱層結(jié) 構(gòu)多孔致密、隔絕物質(zhì)與能量傳遞，有效的提高了無鹵阻燃體系的阻燃性能；各成分協(xié)同配 合，制得的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料的阻燃性能、電氣性能、耐熱性能、機械性能、著 色性能等綜合性能優(yōu)越。
[0008] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料的制備 方法，該方法簡單易行，制得無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料綜合性能優(yōu)越。
[0009] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種新型無鹵阻燃劑FRs，主要由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5按照重量比2. 6-2. 8: 0· 8-1. 2: 0· 4-0. 6: 0· 9-1. 1: 0· 05-0. 15 混合得到；
[0011] 其中，F(xiàn)Rl結(jié)構(gòu)如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種新型無鹵阻燃劑FRs，其特征在于，主要由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5按照重量 比 2. 6-2. 8: 0? 8-1. 2: 0? 4-0. 6: 0? 9-1. 1: 0? 05-0. 15 混合得到；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型無鹵阻燃劑FRs，其特征在于，所述無鹵阻燃劑FRs由 FR1、FR2、FR3、FR4 和FR5 按照重量比 2. 7:1:0? 5:1:0? 1 混合得到； 其中，F(xiàn)R1 的熔點為 294-301°C，P%為 20. 24 ; FR3的熔融溫度為101-103°C。
3. 包含權(quán)利1-2任一項所述FRs的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，主要 由以下成分制成，按重量份計， PBT 45?70 份 無堿玻璃纖維 20?32份 無鹵阻燃劑FRs 10?23份 CTI協(xié)效劑 0 1-0.5份 抗氧劑 0.3?0.6份 潤滑劑 0.3?0.8份 偶聯(lián)劑 0.2?0.6份 增容劑 1?6份 增韌劑 1?12份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述PBT的特 性黏度為〇. 85-1. 20dl?g-1，相對密度為1. 30-1. 33,熔程為220?235°C，且所述PBT樹脂 中端羧基含量< 30mol/t〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述無堿玻璃 纖維直徑為4-17ym; 所述CTI協(xié)效劑優(yōu)選為氧化鈣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述抗氧劑為 四[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯 基）丙酸正十八碳醇酯、N，N-雙-[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙?；鵠己二胺、亞 磷酸三（2, 4-二叔丁基苯酯）、三甘醇雙[3-(3_二叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）]丙烯腈 中的至少一種；所述抗氧劑優(yōu)選為由四[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯和亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯酯）按重量比為1:1. 5-2. 5組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述潤滑劑為 乙撐雙脂肪酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種；所述潤滑劑優(yōu)選為由季戊四醇硬脂 酸酯和乙撐雙脂肪酸酰胺按重量比為1:1. 2-1. 5組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為 Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一種；所述偶聯(lián)劑 優(yōu)選為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述增容劑優(yōu)選為ABS-g-MAH。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料，其特征在于，所述增韌劑為 乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯二元共 聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、鄰苯二甲酸二烯丙酯-氯乙烯共 聚物中的至少一種。
10. 權(quán)利要求3-9任一項所述的無鹵阻燃PBT工程塑料復合材料的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： (a) 、將除無堿玻璃纖維外的成分攪拌10-20min混合，攪拌轉(zhuǎn)速為100-500r/min; (b) 、將混合好的成分經(jīng)過雙螺桿擠塑機熔融擠出造粒，加工條件為：雙螺桿擠出機一 區(qū)溫度200-210°C、二區(qū)溫度210-230°C、三區(qū)溫度210-230°C、四區(qū)溫度210-230°C、五區(qū)溫 度 200-220°C、六區(qū)溫度 200-220°C、七區(qū)溫度 200-220°C、八區(qū)溫度 210-230°C; 其中，在雙螺桿擠塑機的中段加入無堿玻璃纖維，所述無堿玻璃纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑浸 泡處理； 螺桿轉(zhuǎn)速為350-500r/min。
【文檔編號】C08K9/06GK104479353SQ201410799557
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】陳明軍, 鐘柳, 劉治國, 林羿成, 王小寧 申請人:西華大學