專利名稱：一種無鹵阻燃玻纖增強pet/pbt合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑性高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無鹵阻燃玻纖增強PET/ PBT合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
PET (poly ethylene ter印hthalate，聚對苯二甲酸乙二 醇酯)是 1953 年由 Dupont公司最早實現(xiàn)工業(yè)化的線性熱塑性聚合物，是一種具有較高的熔融溫度(Tm)和玻 璃化溫度(Tg)的結(jié)晶性高聚物，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)良的物理性能和力學(xué)性 能，它的耐疲勞性、耐摩擦性優(yōu)良，耐老化性優(yōu)異，電絕緣性突出，對大多數(shù)有機溶劑和無機 酸穩(wěn)定，而且生產(chǎn)能耗很低，加工性良好，因而被廣泛應(yīng)用于合成纖維、薄膜和工程塑料等 領(lǐng)域，但由于PET的剛性使其結(jié)晶速度較慢，成型模具溫度高以及成型周期長的缺點，使其 在工程塑料領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了限制。而PBT(poly butylene ter印hthalate，聚對苯二甲酸丁二醇酯)分子鏈段柔性好 于PET，且力學(xué)性能好、熱變形溫度低、結(jié)晶速率較快。因此，研究和開發(fā)PET/PET合金具有重要的理論意義和實用價值。而且目前現(xiàn)有 技術(shù)中，電木粉屬于熱固性塑料，有不易回收、比重大，顏色單一(為灰黑色)、性質(zhì)較脆、加 工困難等缺點，因此，如何尋找電木粉的替代品也是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金及其制備方法，該合金結(jié)晶速 率快、力學(xué)性能和熱變形溫度高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩(wěn)定、低翹曲、成本較低、可 以替代電木粉使用，且能降低對環(huán)境的污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PBT10 --40%
PET10 --40%
無鹵阻燃劑18 --20%
相容劑3 10%
抗氧劑0. 3 0. 9%
成核促進劑0. 5
復(fù)合成核劑3 8%
玻璃纖維10 --30%
加工助劑0. 4 1%。上述無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金的制備方法，包括步驟一、按上述的質(zhì)量百分含量稱取各組分，并將稱取的PET及PBT在110 130°C溫度下干燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時以上；
步驟二、將干燥處理后的PET、PBT、相容劑、抗氧劑、成核促進劑、復(fù)合成核劑及加 工助劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，將無鹵阻燃劑從 雙螺桿中段加入，將玻璃纖維從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒；其中，雙螺桿擠出機的溫度設(shè)置為一區(qū)200 210°C;二區(qū)210 220°C ；三區(qū) 220 230°C ；四區(qū)230 240°C ；五區(qū)240 250°C ；六區(qū)240 250°C ；七區(qū)240 2500C ；八區(qū)250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 400r/min。本發(fā)明采用復(fù)合成核劑，輔以成核促進劑將PET和PBT融合制得PET/PBT合金， 有效的促進了 PET和PBT的融合，且該PET/PBT合金結(jié)晶速率快、力學(xué)性能好和熱變形溫 度高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩(wěn)定、低翹曲、成本較低，可以應(yīng)用于電子電器、汽車等 領(lǐng)域；且在一定的場合下完全可以用本發(fā)明的PBT/PET合金來替代電木粉的使用，能克服 電木粉的缺點，且表面質(zhì)感能與電木粉一樣；而且使用的是無鹵阻燃劑，不但能起到阻燃效 果，還能降低對環(huán)境的污染。
具體實施例方式本發(fā)明PET和PBT融合制得PET/PBT合金，該PET/PBT合金，按質(zhì)量百分含量由以 下組分組成PBT10 --40%
PET10 --40%
無鹵阻燃劑18 --20%
相容劑3 10%
抗氧劑0. 3 0. 9
成核促進劑0. 5
復(fù)合成核劑3 8%
玻璃纖維10 --30%
加工助劑0. 4 本發(fā)明采用復(fù)合成核劑，輔以成核促進劑將PET和PBT融合制得PET/PBT合金，有 效的促進了 PET和PBT的融合。而且含有無鹵阻燃劑，不但能起到阻燃效果，還能降低對環(huán) 境的污染。其中PET可以為中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 83 0. 92分升/克；PBT可以為 中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 98 1. 1分升/克；相容劑可以為乙烯-甲基丙烯酸共聚 物EMA或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種；無鹵阻燃劑可以為 次磷酸鹽類無鹵阻燃劑，不但能起到阻燃效果，還能降低對環(huán)境的污染；抗氧劑可以由主抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 和輔助抗氧劑亞磷酸三O · 4- 二叔丁基苯基)酯混合而成；成核促進劑可以為有機成核促進劑，如大分子羧酸及其鹽類、安息香酸鈉鹽等，該 成核促進劑具有降低熔融黏度，促進結(jié)晶速度、促進各組分的分散等作用；復(fù)合成核劑可以由Bruggemarm Ρ250 ( 一種有機成分與無機成分的成核助劑的優(yōu)化混合物)和3500目的滑石粉混合而成，該滑石粉為超細無機填料，具有成核作用；玻璃纖維可以為無堿長纖，直徑為9 14μπι;加工助劑可以為對苯二甲酸丁二 醇酯的環(huán)狀低聚物，比如美國Cyclics公司CBT功能樹脂，該產(chǎn)品具有大環(huán)寡聚酯結(jié)構(gòu)，可 以大幅度提高產(chǎn)品的流動性和加工性。本發(fā)明ΡΕΤ/ΡΒΤ合金的制備方法，包括步驟一、按上述所述的質(zhì)量百分含量稱取各組分，并將稱取的PET及PBT在110 130°C溫度下干燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時以上；這是由 于PET及PBT易吸潮，因此，在共混改性前必須對其進行干燥處理；步驟二、將干燥處理后的PET、PBT、相容劑、抗氧劑、成核促進劑、復(fù)合成核劑及加 工助劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，將無鹵阻燃劑從 雙螺桿中段加入，將玻璃纖維從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒；雙螺桿擠出機可以用平行雙螺桿擠出機，螺桿直徑35-75mm ；其中，將無鹵阻燃劑 可以用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入；其中，雙螺桿擠出機的溫度設(shè)置為一區(qū)200 210°C ；二區(qū)210 220°C ；三區(qū) 220 230°C ；四區(qū)230 240°C ；五區(qū)240 250°C ；六區(qū)240 250°C ；七區(qū)240 2500C ；八區(qū)250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 400r/min。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做一詳細的闡述。其中在下述各個實施例中，主抗氧化 劑和輔助抗氧劑分別為瑞士汽巴產(chǎn)的Irganox 1010和168 ；成核促進劑采用有機成核促進 劑，商品牌號POLYCUER A55 ；無鹵阻燃劑采用次磷酸鹽類無鹵阻燃劑，商品牌號為科萊恩 0P-1240 ；復(fù)合成核劑由Bruggemarm P250和3500目的滑石粉混合而成；加工助劑為美國 Cyclics公司的CBT功能樹脂。實施例一將PET和PBT在110°C下干燥4小時，其余的助劑在70°C下干燥2小時。稱取PET 30. 5kg, PBT 25kg,相容劑4kg，復(fù)合成核劑3kg (其中P2500. 5kg,滑石粉3kg)，成核促進劑 lkg，抗氧劑10100. 3kg、1680. 3kg，潤滑劑CBT 0. 9kg ；然后在高速混合機中混合IOmin0混 合均勻的料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C ；二區(qū)220°C ；三 區(qū)230°C ；四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)240°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)230°C ；機頭溫度 2500C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min，將無鹵阻燃劑20kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入，將玻璃纖 維15kg從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最后包袋成 玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例二將PET和PBT在120°C下干燥4小時，其余的助劑在60°C下干燥2小時。稱取PET 10kg, PBT 32. 3kg，相容劑IOkg,復(fù)合成核劑8kg (其中P250 5kg,滑石粉3kg)，成核促進劑 lkg，抗氧劑10100. Ikg, 1680. 2kg，潤滑齊[J CBT 0. 4kg ；然后在高速混合機中混合IOmin0混 合均勻的料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C ；二區(qū)220°C ；三 區(qū)230°C ；四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)250°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)230°C ；機頭溫度 2500C，螺桿轉(zhuǎn)速320r/min，將無鹵阻燃劑18kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入，將玻璃纖 維20kg從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最后包袋成玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例三將PET和PBT在130°C下干燥4小時，其余的助劑在80°C下干燥2小時。稱取PET 40kg, PBT Mkg，相容劑3kg，復(fù)合成核劑4. 6kg (其中P2500. 8kg，滑石粉3. 8kg)，成核促進 劑0. 5kg，抗氧齊[J 10100. 3kg, 1680. 6kg，潤滑齊[J CBT Ikg ；然后在高速混合機中混合IOmin0 混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C ；二區(qū)220°C ； 三區(qū)230°C ；四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)240°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)230°C ；機頭溫度 2500C，螺桿轉(zhuǎn)速200r/min，將無鹵阻燃劑20kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入，將玻璃纖 維15kg從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最后包袋成 玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例四將PET和PBT在110°C下干燥4小時，其余的助劑在70°C下干燥2小時。稱取PET 19kg，PBT 40kg,相容劑3. 2kg,復(fù)合成核劑5. 5kg (其中P2505. 5kg)，成核促進劑Ikg,抗氧 劑10100. 3kg，1680. 6kg，潤滑劑CBT 0. 4kg ；然后在高速混合機中混合IOmin0混合均勻的 料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C;二區(qū)220°C;三區(qū)230°C; 四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)240°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)230°C ；機頭溫度250°C，螺桿 轉(zhuǎn)速400r/min，將無鹵阻燃劑20kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入，將玻璃纖維IOkg從雙 螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最后包袋成玻纖增強PET/ PBT合金成品。實施例五將PET和PBT在110°C下干燥4小時，其余的助劑在70°C下干燥2小時。稱取 PET 32. 7kg, PBT 10kg,相容劑 3. 5kg,復(fù)合成核劑 3. 5kg (其中 P2500. 5kg,滑石粉 3kg)，成 核促進劑1kg，抗氧劑10100. 3kg，1680. 6kg,潤滑劑CBT 0. 4kg ；然后在高速混合機中混合 IOmin0混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C;二區(qū) 2200C ；三區(qū)230°C ；四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)240°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)230°C ；機 頭溫度250°C，螺桿轉(zhuǎn)速320r/mi n，將無鹵阻燃劑18kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入， 將玻璃纖維30kg從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最 后包袋成玻纖增強PET/PBT合金成品。實施例六將PET和PBT在110°C下干燥4小時，其余的助劑在70°C下干燥2小時。稱取 PET 20. 7kg, PBT 22kg,相容劑 3. 5kg,復(fù)合成核劑 3. 5kg (其中 P2500. 5kg,滑石粉 3kg)，成 核促進劑1kg，抗氧劑10100. 3kg，1680. ^g，潤滑劑CBT 0. 4kg ；然后在高速混合機中混合 IOmin0混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，控制各段溫度在一區(qū)210°C ；二區(qū) 2200C ；三區(qū)230°C ；四區(qū)240°C ；五區(qū)250°C ；六區(qū)240°C ；七區(qū)240°C ；八區(qū)240°C ；機 頭溫度250°C，螺桿轉(zhuǎn)速320r/min，將無鹵阻燃劑18kg用側(cè)向喂料機從雙螺桿中段加入， 將玻璃纖維30kg從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒，最 后包袋成玻纖增強PET/PBT合金成品。將實施例一至六的PET/PBT合金注塑成標準試樣，測試性能如下表1所示性能檢測標準實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6拉伸強 度MpaGB/T104080957881.100100斷裂伸 長率％GB/T1040434433彎曲模 量MpaGB9341400052003200320046004500彎曲強 度MpaGB9341128.9134.9125.5130.2154.9149沖擊強 度 KJ/m2GB/T104338423635.845.246.3熱變形 溫 度 1.8MpaGB1634178.5198.1185.2179.2204.2200.8表面光 澤良好良好良好良好良好良好成型收 縮率(縱 向/橫向) %GB/T1558 50.14-0.21/ 0.228-0.2 380.18-0.3 5/0.44-0. 590.54-0.7 0/0.41-0. 460.18-0.23 /0.06-0.1 00.23-0.32/ 0.45-0.540.18-0.27 /0.20-0.2 1垂直燃 -Via Jsm 1. 6MMUL94VOVOVOVOVOVO表 1從上表1可以看出，本發(fā)明制得的PET/PBT合金，在拉伸強度、斷裂伸長度、彎曲模 量、彎曲強度和沖擊強度方面的力學(xué)性能比較好、尺寸穩(wěn)定、低翹曲；熱變形溫度比較高，而 且表面光澤良好；在縱向/橫向的成型收縮率比較低，結(jié)晶速率也比較快；垂直燃燒性能都 在VO以上，阻燃效果好；完全融合了 PBT和PET的優(yōu)點，可以應(yīng)用于電子電器、汽車等領(lǐng)域， 且在一定的場合下完全可以用本發(fā)明的PBT/PET合金來替代電木粉的使用，能克服電木粉 的缺點，且表面質(zhì)感能與電木粉一樣。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于，按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PBT10 --40%PET10 --40%無鹵阻燃劑18 --20%相容劑3 10%抗氧劑0. 3 0. 9成核促進劑0. 5 復(fù)合成核劑3 8%玻璃纖維10 --30%加工助劑0. 4
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于PET為中高等 粘度的樹脂，特性粘度0. 83 0. 92分升/克；PBT為中高等粘度的樹脂，特性粘度0. 98 1.1分升/克。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于無鹵阻燃劑 為次磷酸鹽類無商阻燃劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于相容劑為乙 烯-甲基丙烯酸共聚物EMA或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于抗氧劑由主 抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三 (2 · 4- 二叔丁基苯基)酯混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于成核促進劑 為有機成核促進劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于復(fù)合成核劑 由Bruggemann P250和；3500目的滑石粉混合而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于玻璃纖維為 無堿長纖，直徑為9 14 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金，其特征在于加工助劑為 對苯二甲酸丁二醇酯的環(huán)狀低聚物。
10.一種如權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金的制 備方法，其特征在于，包括步驟一、按權(quán)利要求1所述的質(zhì)量百分含量稱取各組分，并將稱取的PET及PBT在 110 130°C溫度下干燥時間4小時以上，其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時以上；步驟二、將干燥處理后的PET、PBT、相容劑、抗氧劑、成核促進劑、復(fù)合成核劑及加工助 劑放入高速混合機中混合，在常溫下攪拌5 15min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，將無鹵阻燃劑從雙螺 桿中段加入，將玻璃纖維從雙螺桿中段的玻纖加入口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切 粒；其中，雙螺桿擠出機的溫度設(shè)置為一區(qū)200 210°C ；二區(qū)210 220°C ；三區(qū).220 230°C ；四區(qū)230 240°C ；五區(qū)240 250°C ；六區(qū)240 250°C ；七區(qū)240 2500C ；八區(qū)250 260°C ；機頭溫度240 250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 400r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃玻纖增強PET/PBT合金及其制備方法，該PET/PBT合金按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PBT10～40％、PET 10～40％、無鹵阻燃劑18～20％、相容劑3～10％、抗氧劑0.3～0.9％、成核促進劑0.5～1％、復(fù)合成核劑3～8％、玻璃纖維10～30％、加工助劑0.4～1％。本發(fā)明將PET和PBT融合制得PET/PBT合金，該PET/PBT合金結(jié)晶速率快、力學(xué)性能好和熱變形溫度高、表面光澤度高、收縮率低、尺寸穩(wěn)定、低翹曲、成本較低，且在一定的場合下完全可以替代電木粉的使用；且能降低對環(huán)境的污染。
文檔編號B29B9/06GK102070885SQ201010590260
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者萬東波, 申應(yīng)軍, 鄭輝 申請人:深圳市富恒塑膠新材料有限公司