專利名稱：：無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料及其制備方法，屬于改性工程塑料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是熱塑性聚酯中最主要的品種之一。具有良好的力學性能、電絕緣性能、耐化學藥品性等優(yōu)點，且價格便宜，因此不僅在生活中普遍應用，在工業(yè)中也開始大量的使用。隨著我國工程塑料的快速發(fā)展，PET塑料已成為繼尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚之后的第五大工程塑料，近年來其需求量逐年增加。PET作為工程塑料可以用于電器電子、汽車、機械、家用器具、電器等行業(yè)，而這些行業(yè)對材料燃燒及安全性能有嚴格的要求，因此提高PET的阻燃性能是PET工程塑料應用的基本要求之一。提高PET阻燃性能最有效、經(jīng)濟的手段是添加阻燃劑。用于復合材料的無鹵阻燃劑應具備以下性能阻燃效率高，能賦予復合材料良好的難燃性；具有良好的相溶性，能在PET基體中均勻穩(wěn)定的分散；分解溫度較高；無毒無污染；耐久性好等。在無鹵阻燃劑中，紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、用途廣等優(yōu)點。但在通常情況下紅磷阻燃劑呈較深的紅棕色或紫紅色，這極大的限制了其使用的范圍。隨著紅磷阻燃劑的發(fā)展，白度化微膠囊紅磷阻燃劑的開發(fā)，克服了紅磷阻燃劑在材料中應用的顏色限制，具有與樹脂相容性好、在使用過程中不泛紅、添加量少、阻燃效率高、毒性小等優(yōu)點，較適合于本色阻燃PET工程塑料的生產(chǎn)。納米無機粉體的開發(fā)將納米復合材料應用于阻燃技術(shù)最近備受關(guān)注，蒙脫土作為中國豐產(chǎn)的一類天然粘土礦物逐漸的受到關(guān)注。其納米復合材料是當今眾多無機納米粒子改性復合材料中最有潛力的一類納米復合材料，具有優(yōu)異的阻燃性能、機械性能、熱性能和其他物理性能。鑒于紅磷和蒙脫土的優(yōu)良性能，本發(fā)明采用白度化微膠囊紅磷和改性納米蒙脫土作為復合阻燃劑制備出具有高阻燃性能的PET工程塑料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案-一種無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于其組成按重量份數(shù)計為(1)聚對苯二甲酸乙二醇酯5080份(2)復配阻燃劑120份(3)增強劑2040份(4)成核劑15份(5)潤滑劑0.10.5份(6)復配抗氧劑0.10.5份(7)增韌劑15份(8)增容劑515份(9)擴鏈劑0.12份上述配方中，復配阻燃劑為紅磷和蒙脫土的混合物，紅磷為白度化微膠囊紅磷，蒙脫土為改性納米級蒙脫土，紅磷和蒙脫土的重量比為14:1。增強劑為未改性無堿長玻璃纖維、未改性無堿短玻璃纖維、有機改性的長玻璃纖維和有機改性的短玻璃纖維中的一種。成核劑為滑石、云母、碳酸鈣、納米氫氧化鎂中的一種或幾種，其中碳酸鈣、納米氫氧化鎂經(jīng)過表面改性處理。潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的復配抗氧劑為Irganox245和Irganox1010重量比為1:1的的混合物；所述的增韌劑為MBS、EVA、ABS中的一種或幾種；所述的增容劑為POE-g-MAH、PPO-g-MAH、PP-g-MAH中的一種或幾種。所述的擴鏈劑為均苯二酐(PMDA)、對苯酚二羥基乙醚(HQEE)、1，4-丁二醇(l,4-BD)、3,3，-二氯-4,4，-二氨基-二苯基甲垸(MOCA)中的一種或幾種。用于無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制備方法，其工藝過程如下將干燥好的聚對苯二甲酸乙二醇酯母粒、阻燃劑、成核劑、潤滑劑、抗氧劑、增韌劑和擴鏈劑助劑在高速混合機中充分混合后，加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿的第二個加料口加入玻纖熔融擠出，擠出機的溫度設定為240275。C范圍，機頭溫度為250260°C，真空度為一0.08Pa，擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。本發(fā)明中相關(guān)的阻燃機理如下1.紅磷紅磷阻燃效果好，使用量較少。當燃燒發(fā)生時，塑料表面開始燃燒，紅磷生成磷酸，凝結(jié)成固體的磷酸將燃燒的塑料表面的氫和氧清除并將塑料轉(zhuǎn)變成碳層。2.蒙脫土蒙脫土不但可以和高分子復合生產(chǎn)出高物理性能的納米復合材料，而且賦予產(chǎn)品很好的阻燃性能。其阻燃機理在于具有很好的促進材料成碳性，隔熱隔火阻止燃燒。是一種很有潛力和性能優(yōu)越的阻燃協(xié)同助劑。幾乎可以與一切有機、無機阻燃劑具有較好的協(xié)同作用，使阻燃性能大幅提高。該PET工程塑料具有優(yōu)異的阻燃性能、低翹曲、高模量、高耐熱和高沖擊性能。并具有低煙、無毒、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，阻燃性能達到UL94V-0級等特點。此外，該工程塑料由于采用了白度化微膠囊紅磷，其顏色較淺，可以在使用的過程當中任意添加產(chǎn)品所要求的增色劑，從而具有廣闊的發(fā)展和應用前景。可以用于電子、電氣、汽車等領(lǐng)域。具體實施例方式結(jié)合以下具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1將2kg的PET母粒在IO(TC真空烘箱中干燥10h;稱取600g用KH550有機硅烷偶聯(lián)劑改性的無堿短玻纖；稱取100g白度化微膠囊紅磷和60g納米改性蒙脫土；稱取10g滑石；稱取6gPETS;稱取3gIrganox245和3gIrganoxl010;60gABS;200gPOE-g-MAH;10g均苯二酐；將各種助劑在60。C的真空烘箱中干燥3h。將除了玻纖之外的各種助劑與PET母粒在高速混合機中混合均勻，加入在雙螺桿擠出的第一個加料口加入，玻纖在雙螺桿擠出機的第二個加料口加入，進行熔融擠出。雙螺桿擠出機加熱區(qū)的溫度(。C)設定為一區(qū)240;二區(qū)245;三區(qū)250;四區(qū)255;五區(qū)260;六區(qū)260;七區(qū)260;八區(qū)260;九區(qū)260;機頭加熱溫度(。C):250，真空度-0.08Pa。擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。實施例2將3kg的PET母粒在120。C真空烘箱中干燥4h;稱取880gKH570有機硅烷偶聯(lián)劑改性的無堿長玻纖；稱取120g白度化微膠囊紅磷和40g納米改性蒙脫土；稱取12g滑石；稱取9gPETS;稱取4.5gIrganox245禾n4.5gIrganoxl010;150gABS;220gPOE-g-MAH;20g3,3，-二氯-4,4，-二氨基-二苯基甲院(MOCA);將各種助劑在60。C的真空烘箱中干燥12h。將除了玻纖之外的各種助劑與PET母粒在高速混合機中混合均勻，加入在雙螺桿擠出的第一個加料口加入，玻纖在雙螺桿擠出機的第二個加料口加入，進行熔融擠出。雙螺桿擠出機加熱區(qū)的溫度('C)設定為一區(qū)245;二區(qū)250;三區(qū)255;四區(qū)260;五區(qū)265;六區(qū)270;七區(qū)265;八區(qū)260;九區(qū)255;機頭加熱溫度(X:):255，真空度-0.08Pa。擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。實施例3將2Kg的PET母粒在IO(TC真空烘箱中干燥5h;稱取700g用KH550有機硅烷偶聯(lián)劑改性的長玻纖；稱取150g白度化微膠囊紅磷和40g納米改性蒙脫土；稱取10g滑石；稱取6gPETS;稱取3gIrganox245和3gIrganox1010;100gEVA;200gPPO-g-MAH;6g對苯酚二羥基乙醚(HQEE);將白度化微膠囊紅磷、納米改性蒙脫土、滑石在80'C的真空烘箱中干燥3h，其余助劑在60'C的真空烘箱中干燥2h。將除了玻纖之外的各種助劑與PET母粒在高速混合機中混合均勻，并在雙螺桿擠出的第一個加料口投料，玻纖在雙螺桿擠出機的第二個加料口加入，進行熔融擠出。雙螺桿擠出機加熱區(qū)的溫度(。C)設定為一區(qū)240;二區(qū)245;三區(qū)250;四區(qū)255;五區(qū)260;六區(qū)260;七區(qū)260;八區(qū)260;九區(qū)260;機頭加熱溫度('C):250，真空度-0.08Pa。擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。實施例4將3kg的PET母粒在12(TC真空烘箱中干燥10h;稱取880gKH570有機硅垸偶聯(lián)劑改性的無堿短玻纖；稱取180g白度化微膠囊紅磷和60g納米改性蒙脫土；稱取12g滑石；稱取9gPETS;稱取4.5gIrganox245和4.5gIrganoxl010;90gABS;20geEVA;300gPP-g-MAH;30gl,4-丁二醇(l，4-BD);將有機硅垸偶聯(lián)劑改性的無堿短玻纖、白度化微膠囊紅磷、納米改性蒙脫土在80。C的真空烘箱中干燥5h;其余助劑在5(TC的真空烘箱中干燥2h。將除了玻纖之外的各種助劑與PET母粒在高速混合機中混合均勻，加入在雙螺桿擠出的第一個加料口加入，玻纖在雙螺桿擠出機的第二個加料口加入，進行熔融擠出。雙螺桿擠出機加熱區(qū)的溫度fC)設定為一區(qū)245;二區(qū)250;三區(qū)255;四區(qū)260;五區(qū)265;六區(qū)270:七區(qū)265;八區(qū)260;九區(qū)255;機頭加熱溫度('C):255，真空度-0.08Pa。擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。實施例5將2Kg的PET母粒在12(TC真空烘箱中干燥6h;稱取400g用KH550有機硅烷偶聯(lián)劑改性的短纖；稱取80g白度化微膠囊紅磷和60g納米改性蒙脫土；稱取10g滑石；稱取6gPETS;稱取3gIrganox245禾卩3gIrganox1010;100gABS;100gPOE-g-MAH;100gPP-g-MAH;10g均苯一酐；10g3,3，-二氯-4,4，-二氨基-二苯基甲垸(MOCA)。將有機硅垸偶聯(lián)劑改性的無堿短玻纖、白度化微膠囊紅磷、納米改性蒙脫土在8(TC的真空烘箱中干燥4h;其余助劑在5(TC的真空烘箱中干燥2h。將除了玻纖之外的各種助劑與PET母粒在高速混合機中混合均勻，加入在雙螺桿擠出的第一個加料口加入，玻纖在雙螺桿擠出機的第二個加料口加入，進行熔融擠出。雙螺桿擠出機加熱區(qū)的溫度('C)設定為一區(qū)240;二區(qū)245;三區(qū)250;四區(qū)255;五區(qū)260;六區(qū)260;七區(qū)260;八區(qū)260;九區(qū)260;機頭加熱溫度(。C):250，真空度-0.08Pa。擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。按照上述方法制備出的產(chǎn)品，經(jīng)過注塑之后進行性能測試:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，并非用以限制本發(fā)明的專利范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或改進，都應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于其組成按重量份數(shù)計為(1)聚對苯二甲酸乙二醇酯50～80份(2)復配阻燃劑1～20份(3)增強劑20～40份(4)成核劑1～5份(5)潤滑劑0.1～0.5份(6)復配抗氧劑0.1～0.5份(7)增韌劑1～5份(8)增容劑5～15份(9)擴鏈劑0.1～2份2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的復配阻燃劑為紅磷和蒙脫土的混合物，紅磷為白度化微膠囊紅磷，蒙脫土為改性納米級蒙脫土，紅磷和蒙脫土的重量比為14:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的增強劑為未改性無堿長玻璃纖維、未改性無堿短玻璃纖維、有機改性的長玻璃纖維和有機改性的短玻璃纖維中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的成核劑為滑石、云母、碳酸鈣、納米氫氧化鎂中的一種或幾種，其中碳酸鈣、納米氫氧化鎂經(jīng)過表面改性處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料,其特征在于所述的復配抗氧劑為Irganox245和Irganox1010重量比為1:1的的混合物；所述的增韌劑為MBS、EVA、ABS中的一種或幾種；所述的增容劑為POE-g-MAH、PPO-g-MAH、PP-g-MAH中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料,其特征在于所述的擴鏈劑為均苯二酐(PMDA)、對苯酚二羥基乙醚(HQEE)、1,4-丁二醇(1,4-BD)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)中的一種或幾種。8.—種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制備方法，其特征在于該方法具有如下工藝過程將干燥好的聚對苯二甲酸乙二醇酯母粒、阻燃劑、成核劑、潤滑劑、抗氧劑、增韌劑和擴鏈劑助劑在高速混合機中充分混合后，加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿的第二個加料口加入玻纖熔融擠出，擠出機的溫度設定為240275'C范圍，機頭溫度為25026(TC，真空度為一0.08Pa，擠出造粒；擠出物料經(jīng)冷卻、風干、切粒，干燥后，即得無鹵高阻燃性能的增強聚對苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。全文摘要本發(fā)明涉及一種無鹵高阻燃性能的增強PET工程塑料。它是由PET、復配阻燃劑、增強劑、成核劑、潤滑劑、復配抗氧劑、增韌劑、增容劑和擴鏈劑組成，其中復配阻燃劑為紅磷和改性納米級蒙脫土的混合物。其制備方法是將干燥好的PET母粒與各種助劑在高速混合機中充分混合后，加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿的第二個加料口加入玻纖熔融擠出，擠出造粒。本發(fā)明的產(chǎn)品具有優(yōu)異的阻燃性能、低翹曲、高模量、高耐熱和高沖擊性能，廣泛用于電子、電氣、汽車等領(lǐng)域。文檔編號C08K3/34GK101280098SQ20081003774公開日2008年10月8日申請日期2008年5月20日優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日發(fā)明者鵬丁,施利毅,慧楊,胡秀蘭,葛春華,陳德杰申請人:上海大學