CN102532824B - 一种阻燃增强耐翘曲pbt/ptt合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃增强耐翘曲pbt/ptt合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，包括以下组分及重量份数：PBT？30-40，PTT？10-30，润滑剂0.3-1，酯交换抑制剂0.1-0.8，抗氧剂0.3-0.8，成核剂0.5-5，阻燃剂5-10，阻燃协效剂1-5，增韧剂2-10，玻璃纤维0-30，矿物粉10-30。本发明将PBT与PTT共混制成合金材料，具有成本低的优点，并解决了PBT/PTT合金材料高阻燃性与高CTI值、高机械性能难以共存的问题，同时兼有耐翘曲性、耐热性强的特点。合金材料机械性能好、阻燃性高、CTI值高，制品表面光滑无翘曲。

Description

一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子复合材料，尤其涉及一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)是最坚韧的工程热塑性材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是继20世纪50年代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和70年代聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研发的一种极具发展前途的新型聚酯高分子材料，具有良好的力学性能、良好的弹性、耐磨性、绝缘性、吸水性低等优点。并且由于近年来合成PTT的原材料1，3-丙二醇的工业合成方法有了突破，PTT的大规模生产成本低廉，具有价格优势。PTT熔体结晶速度高于PET，在PBT中加入PTT，成型效率超过了PBT/PET合金，并具有综合性能优异，降低成本的作用。
但PTT受热易翘曲变形，低温模下制件表面粗糙且浮纤较多，且相比耐电痕化指数(CTI)较低，影响了PBT/PTT合金材料的使用性能。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有高CTI值、高阻燃性、增强、耐翘曲的PBT/PTT合金材料及其制备方法，合金材料机械性能好、阻燃性高、电性能良好、CTI值高，制品表面光滑无翘曲。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，包括以下组分及重量份数：
PBT    30-40，
PTT    10-30，
润滑剂 0.3-1，
酯交换抑制剂  0.1-0.8，
抗氧剂        0.3-0.8，
成核剂        0.5-5，
阻燃剂        5-10，
阻燃协效剂    1-5，
增韧剂        2-10，
玻璃纤维      0-30，
矿物粉        10-30。
所述PBT的特性粘度为0.7-1.3dL/g，密度为1.30-1.35g/cm3；所述PTT的黏度为0.7-1.0dL/g，密度为1.33-1.37g/cm3。
所述润滑剂为硅油或白蜡油中的一种或两种。
所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠中的一种或两种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种；所述成核剂为离聚物成核剂，如杜邦的surlyn 8920、霍尼韦尔的Aclyn 285。
所述阻燃剂为十溴联苯醚或溴化环氧树脂中的一种或两种；所述阻燃协效剂为锑酸钠、氧化锑中的一种或两种。
所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物AX8900。
所述玻璃纤维为涂覆硅烷基浸润剂的无碱玻璃纤维。
所述矿物粉为经偶联剂进行表面处理的云母粉，粒度不大于800目；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种。
一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT分别于130℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PBT、PTT、润滑剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、成核剂、阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、矿物粉在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，进行挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为190-245℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
目前，提高塑料材料阻燃性能最有效的方法之一是添加溴系阻燃剂。但是含溴阻燃剂在外加电场作用下容易生成碳层，加速材料漏电起痕的产生。隔断表面碳粒的连接是提高材料耐电痕性一个有效的方法。云母粉可以起到稀释阻燃剂、分散均匀的作用，并且在高电场作用下可以有效阻隔碳层的形成。云母以其独特的高径比二维片状结构，在塑料中能起到平面增强作用，改性后提高产品性能且均匀取向不翘曲变形。
PBT中加入PTT熔融共混时，容易发生酯交换反应，削弱材料整体性能，PTT用量越大性能下降越明显。加入亚磷酸三苯酯或磷酸氢二钠能有效抑制酯交换反应的发生，避免合金材料性能下降，从而能够使PTT以大比例加入PBT进行共混。
本发明将PBT与PTT共混制成合金材料，具有成本低的优点，并解决了PBT/PTT合金材料高阻燃性与高CTI值、高机械性能难以共存的问题，同时兼有耐翘曲性、耐热性强的特点。合金材料机械性能好、阻燃性高、CTI值高，制品表面光滑无翘曲。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1-5中组分及配比(重量份数)见表1。将PBT(相对黏度1.0dL/g)、PTT(相对黏度0.92dL/g)与润滑剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、成核剂、阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、矿物粉按配比称量后在高速混合机中混合5分钟，混合物由第一加料口加入双螺杆挤出机，玻璃纤维由第二加料口加入挤出机，进行挤出造粒。
挤出机温度设置为：I区190℃、II区220℃、III区240℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃、VII区240℃、VIII区240℃，机头245℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在130℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表2。
对比例1-3中组分及配比(重量份数)见表1。按照实施例1-5的工艺进行加工、制备测试样条，性能测试结果见表2。
表1
表2
实施例6
一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PBT与PTT分别于130℃下鼓风干燥3小时，PBT的特性粘度为0.7dL/g，密度为1.30g/cm3，PTT的黏度为0.7dL/g，密度为1.33g/cm3；按重量配比称取干燥好的PBT30重量份、PTT30重量份、润滑剂硅油0.3重量份、酯交换抑制剂亚磷酸三苯酯0.1重量份、抗氧剂1010 0.3重量份、成核剂surlyn 8920 0.5重量份、阻燃剂十溴联苯醚5重量份、阻燃协效剂锑酸钠1重量份、增韧剂AX89002重量份、经钛酸酯偶联剂进行表面处理的云母粉(粒度为800目)10重量份在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中与涂覆硅烷基浸润剂的无碱玻璃纤维5重量份掺混，进行挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为190-245℃。
实施例7
一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PBT与PTT分别于130℃下鼓风干燥3小时，PBT的特性粘度为1.3dL/g，密度为1.35g/cm3，PTT的黏度为1.0dL/g，密度为1.37g/cm3；按重量配比称取干燥好的PBT40重量份、PTT10重量份、润滑剂白蜡油1重量份、酯交换抑制剂磷酸氢二钠0.8重量份、抗氧剂1680.8重量份、成核剂Aclyn 2855重量份、阻燃剂溴化环氧树脂10重量份、阻燃协效剂氧化锑5重量份、增韧剂AX8900 10重量份、经硅烷偶联剂进行表面处理的云母粉(粒度为600目)30重量份在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中与涂覆硅烷基浸润剂的无碱玻璃纤维30重量份掺混，进行挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为190-245℃。
实施例8
一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PBT与PTT分别于130℃下鼓风干燥3小时，PBT的特性粘度为1.2dL/g，密度为1.31g/cm3，PTT的黏度为0.8dL/g，密度为1.36g/cm3；按重量配比称取干燥好的PBT32重量份、PTT22重量份、润滑剂硅油0.3重量份、白蜡油0.2重量份、酯交换抑制剂亚磷酸三苯酯0.2重量份、磷酸氢二钠0.2重量份、抗氧剂10100.2重量份、抗氧剂1680.3重量份、离聚物成核剂2.5重量份、阻燃剂十溴联苯醚5重量份、溴化环氧树脂3重量份、阻燃协效剂锑酸钠1重量份、氧化锑1重量份、增韧剂AX8900 7重量份、经硅烷偶联剂进行表面处理的云母粉(粒度不大于800目)22重量份在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中与涂覆硅烷基浸润剂的无碱玻璃纤维18重量份掺混，进行挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为190-245℃。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，包括以下组分及重量份数：
所述玻璃纤维为涂覆硅烷基浸润剂的无碱玻璃纤维；
所述矿物粉为经偶联剂进行表面处理的云母粉，粒度不大于800目。
2.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述PBT的特性粘度为0.7-1.3dL/g，密度为1.30-1.35g/cm3；所述PTT的粘度为0.7-1.0dL/g，密度为1.33-1.37g/cm3。
3.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述润滑剂为硅油或白蜡油中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种；所述成核剂为离聚物成核剂。
6.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述阻燃剂为十溴联苯醚或溴化环氧树脂中的一种或两种；所述阻燃协效剂为锑酸钠、氧化锑中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物。
8.如权利要求1所述的一种阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种。
9.一种如权利要求1所述的阻燃增强耐翘曲PBT/PTT合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT分别于130℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PBT、PTT、润滑剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、成核剂、阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、矿物粉在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，进行挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为190-245℃。
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