專利名稱：：固體縮聚型磷酸酯阻燃pbt/abs合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有機(jī)高分子材料領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我們知道，阻燃聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金是一種重要的工程塑料合金，這種材料具有優(yōu)良的成型性，尺寸穩(wěn)定性，良好的耐低溫沖擊性能和耐化學(xué)藥品性。它與PBT相比提高了產(chǎn)品的耐低溫沖擊性能，它與ABS相比提高了耐熱性和耐候性，能夠更好的應(yīng)用于汽車，電子，電器等行業(yè)有阻燃性能要求的方面。近年來(lái)，無(wú)鹵阻燃劑和無(wú)鹵阻燃材料的發(fā)展較快，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列不同的無(wú)鹵阻燃PC/ABS、無(wú)鹵PC/PBT、無(wú)鹵PBT/ABS等合金，以應(yīng)對(duì)很多國(guó)際化公司對(duì)無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品的要求，而我國(guó)在這方面的研究起步較晚，到目前為止尚處于應(yīng)用開(kāi)發(fā)階段。2008年公開(kāi)的一個(gè)專利CN101284932使用了一種活化增容劑，制備的PBT/ABS合金具有良好的尺寸穩(wěn)定性和低溫韌性。2008年公開(kāi)的一個(gè)專利CN101260226，制備的無(wú)卣PBT具有和有卣產(chǎn)品相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，方法簡(jiǎn)單，易于操作。但前述兩種合金材料流動(dòng)性能、表面光亮度、力學(xué)性能、阻燃性較差，同時(shí)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸丁二酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金材料，通過(guò)材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，使材料有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性能、表面光亮、力學(xué)性能優(yōu)異、阻燃性好，同時(shí)成本較低。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料，經(jīng)下列步驟制得，將CBT樹(shù)脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中混合，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，制得阻燃母料，將干燥好的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，攪拌同時(shí)加入三聚氰胺類氮系阻燃劑、增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤(rùn)滑劑攪拌，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒，其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹(shù)脂1930、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑6980、酚類抗氧劑O.10.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑O.11;固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料聚對(duì)苯二甲酸丁二酯3550、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物815、阻燃母料3040、三聚氰胺類氮系阻燃劑815、增韌相容劑15、聚四氟乙烯0.21、潤(rùn)滑劑0.20.6。一種制造前述固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料的制備方法，它可以用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計(jì)母料制備將1930CBT樹(shù)脂、6980固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.10.5酚類抗氧劑和O.11%亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合120秒，高速混合60秒；將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出；共混加工溫度為18020(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，待用；原材料干燥聚對(duì)苯二甲酸丁二酯在12(TC干燥4小時(shí)，水分含量保證在0.03%以下，待用；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在8(TC干燥4小時(shí)，待用；混合將干燥好的3550聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、815丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和3040阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌；攪拌同時(shí)加入815%的三聚氰胺類氮系阻燃劑、15%增韌相容劑、0.21%聚四氟乙烯和0.20.6%潤(rùn)滑劑攪拌2分鐘；固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料擠出將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出；共混加工溫度為20022(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒。本發(fā)明還可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)增韌相容劑為含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物。潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列。本發(fā)明通過(guò)材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，使材料有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性能、表面光亮、力學(xué)性能優(yōu)異、阻燃性好，同時(shí)成本較低。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述實(shí)施例一1)阻燃母料生產(chǎn)將30kgCBT樹(shù)脂、69kg固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.2kg酚類抗氧劑和0.8kg亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合120秒，高速混合60秒。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出。共混加工溫度為18020(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，包裝備用。CBT樹(shù)脂為環(huán)狀大分子低聚體聚酯聚合物，獨(dú)特成分和低熔化粘度使其成為濃縮母料的理想基底樹(shù)脂，并且可以與無(wú)定形、半結(jié)晶性和結(jié)晶性樹(shù)脂兼容，提高流動(dòng)性。固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑，阻燃效果好，克服了傳統(tǒng)RDPXBDP類磷酸酯阻燃劑為液體，難于加工的問(wèn)題。酚類抗氧劑，如!3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等；亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑，如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯等，兩種抗氧劑主要起到防止材料熱氧老化的作用。2)PBT/ABS合金生產(chǎn)將40kg聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)120。C干燥4小時(shí)；9kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)8(TC干燥4小時(shí)。將干燥好的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和35kg阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌。攪拌同時(shí)加入10kg的三聚氰胺類氮系阻燃劑、5kg增韌相容劑(KT-22)、0.8kg聚四氟乙烯(PTFE)和O.2kg潤(rùn)滑劑攪拌2分鐘。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。共混加工溫度為20022(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒。聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)在材料組合物中為主要樹(shù)脂，含量不可以過(guò)低，否則影響材料的基本性能；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)用量在一定范圍之內(nèi)，既可以降低PBT樹(shù)脂的加工溫度，又可降低產(chǎn)品成本。三聚氰胺類氮系阻燃劑，具有游離密胺和尿氰酸低，分散性好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，和固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑有協(xié)效作用。增韌相容劑(KT-22)用來(lái)增加PBT和ABS兩種材料的相容性，以獲得性能更佳的合金材料，同時(shí)其還有增加材料沖擊強(qiáng)度的作用。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。聚四氟乙烯(PTFE)在配方中起到阻燃協(xié)效、防止滴落的作用，其含量在一定范圍之內(nèi)時(shí)對(duì)材料性能幾乎沒(méi)有影響。潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤(rùn)滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物，用來(lái)增加材料內(nèi)外潤(rùn)滑性能，降低材料熔體強(qiáng)度，增加流動(dòng)性和加工性能。將生產(chǎn)出的材料在10(TC干燥4小時(shí)，然后在注塑機(jī)上制備標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能測(cè)試樣條。注塑壓力3050Mpa，料筒溫度200220。C，模具溫度6080。C，注塑周期2040s。樣條的力學(xué)性能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。性能見(jiàn)表1。實(shí)施例二1)阻燃母料生產(chǎn)將25kgCBT樹(shù)脂、74kg固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.lkg酚類抗氧劑和O.9kg亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合120秒，高速混合60秒。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出。共混加工溫度為18020(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，包裝備用。2)PBT/ABS合金生產(chǎn)將50kg聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)12(TC干燥4小時(shí)；lOkg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)8(TC干燥4小時(shí)。將干燥好的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和30kg阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌。攪拌同時(shí)加入8kg的三聚氰胺類氮系阻燃劑、lkg增韌相容劑(KT-22)、0.5kg聚四氟乙烯(PTFE)和O.5kg潤(rùn)滑劑攪拌2分鐘，增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物；潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤(rùn)滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。共混加工溫度為20022(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒。將生產(chǎn)出的材料在10(TC干燥4小時(shí)，然后在注塑機(jī)上制備標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能測(cè)試樣條。注塑壓力3050Mpa，料筒溫度20022(TC，模具溫度608(TC，注塑周期2040s。樣條的力學(xué)性能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。性能見(jiàn)表1。實(shí)施例三本發(fā)明還可通過(guò)下列實(shí)施例所示的重量百分比來(lái)實(shí)現(xiàn)，其制備方法與前述實(shí)施例相同1)阻燃母料CBT樹(shù)脂19、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑80、酚類抗氧劑0.4、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.6。酚類抗氧劑如6-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等。亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯等。2)PBT/ABS合金材料聚對(duì)苯二甲酸丁二酯35、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15、前述阻燃母料40、三聚氰胺類氮系阻燃劑8、增韌相容劑l、聚四氟乙烯0.4、潤(rùn)滑劑0.6。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤(rùn)滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。實(shí)施例四本發(fā)明還可通過(guò)下列實(shí)施例所示的重量百分比來(lái)實(shí)現(xiàn)，其制備方法與前述實(shí)施例相同1)阻燃母料CBT樹(shù)脂25、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑74、酚類抗氧劑0.2、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.8。酚類抗氧劑如6-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等。亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯等。2)PBT/ABS合金材料聚對(duì)苯二甲酸丁二酯40、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8、前述阻燃母料33、三聚氰胺類氮系阻燃劑15、增韌相容劑3、聚四氟乙烯0.6、潤(rùn)滑劑0.4。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤(rùn)滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。本發(fā)明所有的原材料，阻燃劑、增韌相容劑、潤(rùn)滑劑和抗氧劑等以合適的比例相互配合、協(xié)同作用，使得利用本發(fā)明制備的PBT/ABS合金材料具有以下優(yōu)良性能1、良好的加工性能在本PBT/ABS合金材料中，由于各種助劑的配合使用，尤其是CBT樹(shù)脂的使用，使得材料具有優(yōu)良的加工流動(dòng)性能。加工溫度與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)比較有明顯下降，在20022(TC即可以方便的加工成型，有很好的工藝適應(yīng)性、穩(wěn)定性與重現(xiàn)性，能夠連續(xù)生產(chǎn)。如熔融指數(shù)達(dá)到20g/10min。2、優(yōu)異的力學(xué)性能本發(fā)明的組分中有增韌相容劑。在各個(gè)組分合適的比例協(xié)同作用下，作為增韌相容劑，在PBT與ABS之間起到了表面活性劑的作用，發(fā)生了一定的化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)了PBT與ABS之間的分子鏈的擴(kuò)散。在一定的含量范圍內(nèi)，增韌相容劑使合金材料的沖擊強(qiáng)度提高，拉伸強(qiáng)度等剛性得以保持，綜合性能好。如拉伸強(qiáng)度達(dá)到3545MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到6070MPa，沖擊強(qiáng)度達(dá)到8-10kJ/m2等。3、良好的阻燃性能本發(fā)明的組分中有固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑和三聚氰胺類氮系阻燃劑。固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑和PBT樹(shù)脂具有良好的相容性，分散均勻，不析出；三聚氰胺類氮系阻燃劑和固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑有協(xié)效作用，在一定的比例下使用可以提高材料的阻燃性能，達(dá)到UL94V0級(jí)阻燃。表l實(shí)施例l，實(shí)施例2力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.一種固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料，經(jīng)下列步驟制得，將CBT樹(shù)脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中混合，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，制得阻燃母料，將干燥好的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，攪拌同時(shí)加入三聚氰胺類氮系阻燃劑、增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤(rùn)滑劑攪拌，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒，其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹(shù)脂19～30、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑69～80、酚類抗氧劑0.1～0.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.1～1；固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料聚對(duì)苯二甲酸丁二酯35～50、丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物8～15、阻燃母料30～40、三聚氰胺類氮系阻燃劑8～15、增韌相容劑1～5、聚四氟乙烯0.2～1、潤(rùn)滑劑0.2～0.6。2一種制造前述固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料的制備方法，它可以用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計(jì)母料制備將1930CBT樹(shù)脂、6980固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.10.5酚類抗氧劑和O.11%亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合120秒，高速混合60秒；將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出；共混加工溫度為18020(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)熱切粒，風(fēng)干冷卻，待用；原材料干燥聚對(duì)苯二甲酸丁二酯在12(TC干燥4小時(shí)，水分含量保證在0.03%以下，待用；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在8(TC干燥4小時(shí)，待用；混合將干燥好的3550聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、815丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和3040阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌；攪拌同時(shí)加入815%的三聚氰胺類氮系阻燃劑、15%增韌相容劑、0.21%聚四氟乙烯和0.20.6%潤(rùn)滑劑攪拌2分鐘；固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料擠出將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出；共混加工溫度為20022(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水冷，切粒。3根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料及其制備方法，其特征在于所說(shuō)的增韌相容劑為含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物。4根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料及其制備方法，其特征在于所說(shuō)的潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺系列。全文摘要本發(fā)明涉及有機(jī)高分子領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料及其制備方法。將CBT樹(shù)脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑混合，制得阻燃母料，將聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，同時(shí)加入三聚氰胺類氮系阻燃劑、增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤(rùn)滑劑攪拌，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹(shù)脂19～30、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑69～80、酚類抗氧劑0.1～0.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.1～1；固體縮聚型磷酸酯阻燃PBT/ABS合金材料聚對(duì)苯二甲酸丁二酯35～50、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8～15、阻燃母料30～40、三聚氰胺類氮系阻燃劑8～15、增韌相容劑1～5、聚四氟乙烯0.2～1、潤(rùn)滑劑0.2～0.6。文檔編號(hào)C08L67/00GK101654547SQ200910307610公開(kāi)日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年9月24日優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日發(fā)明者浩蘭,王保續(xù)申請(qǐng)人:威海聯(lián)橋新材料科技股份有限公司