專利名稱：一種無鹵玻纖增強pbt/pet合金材料及其制備方法
—種無南玻纖增強PBT/PET合金材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料及其制備方法。PBT(polybutylene terephthalate,聚對苯二甲酸丁二醇酯)樹脂是目前應用最多的幾種工程塑料之一，他擁有良好的成型加工性，具有自潤滑、低摩擦系數(shù)，結(jié)晶速度快，制品表面光澤好，尺寸較穩(wěn)定，吸水率較低，耐油性和耐化學品優(yōu)良的優(yōu)點，廣泛應用于電子、電氣、汽車、節(jié)能燈和家用電器等領域。但隨著人們對火災危害的重視，鹵系阻燃劑易從 材料表面析出，腐蝕模具，并能產(chǎn)生大量導電粒子及碳粒沉積物，促使電流泄露，大大降低材料的相比漏電起痕指數(shù)(CTI)，而且在燃燒過程中產(chǎn)生大量的有毒氣體。鑒于鹵系阻燃體系的種種弊端，開發(fā)具有高CTI值，同時具有較高力學性能的無鹵增強阻燃PBT具有極大的社會意義和巨大的經(jīng)濟價值。而同是熱塑性聚酯的PET(Polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)具有較高的氧指數(shù)，且其價格也低于PBT，因此以PET代替部分PBT樹脂制成合金材料，不僅不存在相容性問題，提高合金材料的氧指數(shù)，還能降低成本，使產(chǎn)品具有更高的性價比。本發(fā)明提供了一種無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料及其制備方法，該PBT/PET合金材料具有良好的力學性能，且具有高CTI值。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分比含量，由以下組分組成PBT25-35%
PET10-20%
復配無1 阻燃劑15-20%
增韋刃劑2-5%
復合成核劑0. 5-1. 5%
抗氧劑0. 4-0. 6%
潤滑劑0. 1-0. 5%
玻璃纖維30-35%。一種如上述所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料的制備方法，包括步驟步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合3-7min ； 步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180-200°C，二區(qū)溫度180-200°C，三區(qū)溫度190-220°C，四區(qū)溫度190-220°C，五區(qū)溫度200-220°C，六區(qū)溫度180-210°C，七區(qū)溫度180_200°C，八區(qū)溫度180-190°C，機頭溫度210-240°C ;真空度 0. 02—0. lOMPa，螺桿轉(zhuǎn)速300_500r/min ;喂料速度10_30r/min。本發(fā)明通過添加無鹵阻燃劑，同時利用氧指數(shù)較高、成本較低的PET代替部分PBT,制得了具有高CTI值，同時具有良好力學性能的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，該合金材料具有高性價比，在電子電氣、家用電器及汽車工業(yè)領域具有廣泛的應用前景；且本發(fā)明所用制備方法對生產(chǎn)設備要求低，效率高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。其中，在下述各個實施例中，PBT的特性粘度為0. 8-1. 0dl/g，如南通星辰合成材料有限公司產(chǎn)PBT 1084 ；PET的特性黏度為0. 6-0. 8dl/g，如江陰興泰產(chǎn)CZ5011 ;復配無鹵阻燃劑為磷氮系阻燃劑與無機礦物粉體的混合物，磷氮系阻燃劑與無機礦物粉體的重量比為1-4 1，其中磷氮系阻燃劑為0P1240 (科萊恩產(chǎn))、0P1230 (科萊恩產(chǎn))，或EPFR-300A的一種或幾種混合而成，無機礦物粉體為蒙脫土、水滑石或低水合硼酸鋅中的一種或幾種混合而成；增韌劑為乙烯-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；復合成核劑為滑石粉(目數(shù)為2000目，深圳市錦龍輝實業(yè)有限公司產(chǎn))、云母、碳酸鈣(為重質(zhì)碳酸鈣，目數(shù)為2000目，江西奧特精細粉體有限公司產(chǎn))、納米氫氧化鎂、長鏈羧酸鈉鹽中的一種或幾種混合而成，其中長鏈羧酸鈉鹽為含12-35個碳原子的一元酸的鈉鹽；抗氧劑為四[甲基-￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(比如抗氧劑1010)與三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(比如抗氧劑168)按重量比I : I混合而成；潤滑劑為乙撐雙脂肪酸酰胺，如國產(chǎn)的TAF;玻璃纖維為無堿長纖，直徑為9-13 iim，如巨石集團產(chǎn)T635B。實施例I該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT 30 %, PET 17. 6 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 %低水合硼酸鋅)18. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 3.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)0.5%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0.4%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 30%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分； 步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合5min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度200°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度210°C，六區(qū)溫度200°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度
0.02MPa，螺桿轉(zhuǎn)速460r/min ;喂料速度28r/min。實施例2該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT 25. 5 %，PET 20. 0 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)15. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 3.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)0.5%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0. 5%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 35%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合4min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度205°C，四區(qū)溫度215°C，五區(qū)溫度215°C，六區(qū)溫度200°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度
0.02MPa，螺桿轉(zhuǎn)速480r/m in ;喂料速度27r/min。實施例3
該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成 PBT 28. 2 %，PET 15. 0 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)20. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 5.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)0.8%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0. 5%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 30%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合5min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度190°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度210°C，六區(qū)溫度190°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度
0.02MPa，螺桿轉(zhuǎn)速465r/min ;喂料速度28r/min。實施例4該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT 28. 0 %，PET 17. 0 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)17. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 3.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)1.0%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0. 5%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 33%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合5min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度210°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度200°C，六區(qū)溫度190°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度
0.02MPa，螺桿轉(zhuǎn)速475r/min ;喂料速度27. 2r/min。實施例5該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT 28. 2 %，PET 15. 2 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)20. 0%，增韌劑(PEO-GMA)4.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)1.5%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0.6%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 30%。其制備方法如下
步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合7min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度200°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度210°C，六區(qū)溫度180°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空 度-0. OlMPa，螺桿轉(zhuǎn)速455r/min ;喂料速度27. 4r/min。實施例6該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT 35. 0 %, PET 12. I %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)19. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 2.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)1.0%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0.4%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 30%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合5min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度200°C，四區(qū)溫度215°C，五區(qū)溫度210°C，六區(qū)溫度180°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度OMPa，螺桿轉(zhuǎn)速476r/min ;喂料速度29. lr/min。實施例I該實施例中的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，按重量百分含量，由以下組分組成PBT33. I %, PET 10. 0 %，復配無鹵阻燃劑(75 % 0P1240+25 % 低水合硼酸鋅)17. 0%，增韌劑(PEO-GMA) 3.0%，復合成核劑(15%長鏈羧酸鈉鹽+40%滑石粉+45%重質(zhì)碳酸鈣)1.0%，抗氧劑(50%抗氧劑1010+50%抗氧劑168)0.4%，潤滑劑0.5%，玻璃纖維 35%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合6min ；步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C，三區(qū)溫度195°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度210°C，六區(qū)溫度200°C，七區(qū)溫度180°C，八區(qū)溫度180°C，機頭溫度240°C ;真空度0.02MPa，螺桿轉(zhuǎn)速489r/min ;喂料速度27. 5r/min。性能評價方式及測試
將上述實施例1-7中完成造粒的粒子在120_150°C的鼓風烘箱中干燥4-6小時，再將干燥后的粒子在80T注塑機上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在70-100°C之間。其中，拉伸強度按GB/T 1040標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm)170 (長)X (20 ±0. 2)(端部寬度)X (4±0. 2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按GB 9341/T標準進行檢驗。試樣尺寸(mm)(80±2) X (10±0. 2) X (4±0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；缺口沖擊強度按GB/T 1043標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm)(80±2) X (10±0. 2) X (4±0. 2);缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 3. 2mm ；CTI值按IEC60112標準測試；阻燃性能按UL94標準測試。實施例1-7的重量百分比配比及性能測試數(shù)據(jù)如下表I :
權(quán)利要求
1.一種無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于，按重量百分比含量，由以下組分組成PBT25-35%PET10-20%復配無1 阻燃劑15-20% 增韋刃劑2-5%復合成核劑0. 5-1. 5%抗氧劑0. 4-0. 6%潤滑劑0. 1-0. 5%玻璃纖維30-35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述PBT的特性粘度為0. 8-1. 0dl/go
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述PET的特性粘度為0. 6-0. 8dl/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述復配無鹵阻燃劑由磷氮系阻燃劑與無機礦物粉體按重量比1-4 I混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述復合成核劑由滑石粉、云母、碳酸鈣、納米氫氧化鎂、長鏈羧酸鈉鹽中的一種或幾種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述長鏈羧酸鈉鹽為含12-35個碳原子的一元酸的鈉鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述抗氧劑由四[甲基-￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯與三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯按重量比I:I混合而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，其特征在于所述潤滑劑為脂肪酸酰胺，所述玻璃纖維為無堿長纖，直徑為9-13 ym。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一權(quán)利要求所述的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料的制備方法，其特征在于，包括步驟 步驟一、按權(quán)利要求I所述的重量百分比含量稱各個組分；步驟二、將稱取的PBT、PET、復配無鹵阻燃劑、增韌劑、復合成核劑、抗氧劑、潤滑劑在中速混合器中混合3-7min ； 步驟三、將混合后的混合物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同時，在雙螺桿擠出機的排氣口加入玻璃纖維，經(jīng)熔融反應，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為 一區(qū)溫度180-200°C，二區(qū)溫度180-200°C，三區(qū)溫度190_220 °C，四區(qū)溫度190-220°C，五區(qū)溫度200-220°C，六區(qū)溫度180-210°C，七區(qū)溫度180-200°C，八區(qū)溫度180-190°C，機頭溫度210-240°C ;真空度 0. 02—0. lOMPa，螺桿轉(zhuǎn)速300_500r/min ;喂料速度10_30r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料及其制備方法，該合金材料按重量百分比含量，由以下組分組成PBT25-35％，PET10-20％，復配無鹵阻燃劑15-20％，增韌劑2-5％，復合成核劑0.5-1.5％，抗氧劑0.4-0.6％，潤滑劑0.1-0.5％，玻璃纖維30-35％。本發(fā)明通過添加無鹵阻燃劑，同時利用氧指數(shù)較高、成本較低的PET代替部分PBT，制得了具有高CTI值，同時具有良好力學性能的無鹵玻纖增強PBT/PET合金材料，該合金材料具有高性價比，在電子電氣、家用電器及汽車工業(yè)領域具有廣泛的應用前景；且本發(fā)明所用制備方法對生產(chǎn)設備要求低，效率高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號B29B9/06GK102617996SQ201210072078
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者徐東, 徐永, 楊光耀 申請人:深圳市科聚新材料有限公司