專(zhuān)利名稱(chēng)：一種阻燃增強(qiáng)pet材料及其制備方法
一種阻燃增強(qiáng)PET材料及其制備方法 本發(fā)明屬于工程塑料改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃增強(qiáng)PET材料及其制備方法。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有價(jià)格低廉，具有優(yōu)良的耐磨性、耐熱性、耐化學(xué) 藥品性、電絕緣性和力學(xué)強(qiáng)度高等特性，因此，20世紀(jì)60年代便開(kāi)始了作為工程塑料的應(yīng) 用開(kāi)發(fā)。目前PET工程塑料已應(yīng)用于汽車(chē)、電機(jī)、電子、家用電器及機(jī)械等行業(yè)。電子電器中的元件在過(guò)載、短路等情況下會(huì)造成局部過(guò)熱并可能引起燃燒，因此， 電子電器產(chǎn)品中的部件的著火危險(xiǎn)必須降低到一定程度。2010年，IEC 60335-1標(biāo)準(zhǔn)要求 非金屬材料灼熱絲起燃溫度(Glow-wire Ignitability Test，GWIT)從750°C提高到850°C 以上。目前，少數(shù)阻燃尼龍能達(dá)到這一要求，但是尼龍的價(jià)格很高，阻燃尼龍需添加的阻燃 劑也較多，如果用PET能達(dá)到這些要求，在成本上會(huì)更具優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻燃性能優(yōu)良，物理機(jī)械性能較好的阻燃增 強(qiáng)PET材料及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種阻燃增強(qiáng)PET材料，按重 量百分比由以下組分組成PET樹(shù)月旨十溴二苯乙烷磷氮阻燃劑無(wú)機(jī)阻燃劑復(fù)合成核劑增韌劑玻璃纖維潤(rùn)滑劑抗氧劑
50-55% ； 4. 0-6. 0% 2. 0-6. 0%
1.5-2. 0% 1. 0-2. 0%
2.0-4. 0% 30-35% ； 0. 5-1. 0% ； 0. 3-0. 5%。所述的十溴二苯乙烷的相對(duì)分子量大于900，溴含量大于80%。所述磷氮阻燃劑為磷酸鹽與氮系阻燃劑按重量百分比1-2 1復(fù)配、次膦酸鹽類(lèi) 或三聚氰胺磷酸鹽類(lèi)，且磷氮阻燃劑的熱分解溫度大于260°C。所述無(wú)機(jī)阻燃劑為三氧化二銻、銻酸鈉或五氧化二銻。所述的PET樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其相對(duì)密度為1.35-1. 38，熔點(diǎn)為 255-260°C，粘度為 0. 6-0. 8Pa S。所述的復(fù)合成核劑為長(zhǎng)鏈羧酸鹽與滑石粉按1 2-4的重量百分比復(fù)配。所述增韌劑為乙烯_甲基丙烯酸丁酯_丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯_丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯辛烯_丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的一種。所述潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酰胺及其改性物、聚硅氧烷的一種或多種；所述抗氧化 劑為四[3-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_二叔丁基苯 酯)的復(fù)配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4_ 二 叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種。所述玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖維，直徑5-10微米。一種上述阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法的技術(shù)方案是，包括以下步驟1)按上述的重量百分比稱(chēng)取物料；2)將物料倒入攪拌桶中攪拌5-10分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；3)將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，在生產(chǎn)過(guò)程中從擠出 機(jī)中段加入長(zhǎng)玻璃纖維或用側(cè)喂料加入短玻璃纖維，加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一 區(qū) 230-240 °C、二區(qū) 240-260 °C、三區(qū) 240-260 °C、四區(qū) 240-260 °C、五區(qū) 230-250 °C、六區(qū) 230-250°C、七區(qū) 230-250°C、八區(qū) 240_260°C ；螺桿轉(zhuǎn)速 350-500 轉(zhuǎn) / 分鐘。本發(fā)明的有益效果是1)阻燃增強(qiáng)PET材料的GWIT在850°C以上；2)阻燃增強(qiáng)PET材料的物理機(jī)械性能優(yōu)異。在本發(fā)明以下的實(shí)施例和對(duì)比例中，PET樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其相對(duì)密 度為1. 357，熔點(diǎn)為255-260°C，動(dòng)力粘度為0. 6-0. 8Pa S ；十溴二苯乙烷為雅寶8010，相 對(duì)分子量大于900，溴含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于80% ；磷氮阻燃劑為次膦酸鹽類(lèi)(科萊恩0P 1240)、三聚氰胺磷酸鹽(市售BPP)或磷酸鹽磷酸三甲苯脂TPP與氮系阻燃劑MCA按重量比 1.5 1復(fù)配，以上磷氮阻燃劑同時(shí)含有磷元素和氮元素，且熱分解溫度大于260°C;無(wú)機(jī)阻 燃劑為三氧化二銻，銻酸鈉或五氧化二銻中的一種；復(fù)合成核劑為長(zhǎng)鏈羧酸鹽與滑石粉按 1 3的重量百分比復(fù)配而成；玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖維(巨石長(zhǎng)纖988A或巨石短纖534)； 增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物(杜邦PTW)、乙烯-丙烯酸甲 酯共聚物(阿科瑪AX-8900)和聚乙烯辛烯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物(能之光E516)中的 一種；潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酰胺及其改性物、聚硅氧烷中的一種或幾種組合物(市售型號(hào) 虎丘TAF，科寧P728，英寶P-2015等)；抗氧化劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙 酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復(fù)配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁 基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種或幾種混合 物(市售型號(hào)1010，168，PW-225等)。實(shí)施例1將重量比PET 55. 0 %,8010 6. 0 %, 0P 1240 2. 0 %、三氧化二銻 2. 0 %、PTW 2. 5%、復(fù)合成核劑1.5%、P728 0.5%, Pff-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn) 速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖 30. 0%。其加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、 五區(qū)220°C、六區(qū)220°C、七區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例2
將重量比PET 53. 0%,8010 4. 0%, BPP 6. 0%、三氧化二銻 1. 50%、PTW 2. 5%, 復(fù)合成核劑1.5%、P728 0.5%,Pff-225 0. 4 %在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為 300-800轉(zhuǎn)/分鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖30. 0%o 其加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、五區(qū) 220°C、六區(qū)220°C、七區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例3將重量比PET 53. 0%,8010 5. 0%、TPP 與 MCA 混合物 4. 0%、三氧化二銻 1. 5%、 PTW 2. 5%、復(fù)合成核劑1. 5%、P728 0. 5%、PW-2250. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶 轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖 30. 0%。其加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、 五區(qū)220°C、六區(qū)220°C、七區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例4將重量比PET 50. 0%,8010 5. 0%,0P 1240 2. 0%、銻酸鈉 2. 0%、PTW 2.5%、復(fù) 合成核劑1.5%、P728 0. 5%,Pff-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為300-800 轉(zhuǎn)/分鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖35. 0%。其加工 工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、五區(qū)220°C、六區(qū) 220°C、七區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。對(duì)比例1將重量比PET 52. 0%,8010 9. 0%、三氧化二銻3. 0%、PTW 2.5%、復(fù)合成核劑 1. 5%,P7280. 5%,Pff-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘； 再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖30. 0%。其加工工藝如下 雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、五區(qū)220°C、六區(qū)220°C、七 區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。對(duì)比例2將重量比PET 48. 0%, OP 1240 14%、三氧化二銻3. 0%、PTW2. 5%、復(fù)合成核劑 1. 5%, P728 0. 5%, PW-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分 鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖30. 0%。其加工工藝如 下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、五區(qū)220°C、六區(qū)220°C、 七區(qū)2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。對(duì)比例3將將重量比PET 48. 0%, BPP 14%, PTW 2. 5%、復(fù)合成核劑 1. 5%、P728 0.5%、 PW-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；再經(jīng)雙螺桿擠出 機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖30. 0%。其加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一 區(qū) 230°C、二區(qū) 250°C、三區(qū) 260°C、四區(qū) 250°C、五區(qū) 220°C、六區(qū) 220°C、七區(qū) 2230°C，八區(qū) 240 °C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。對(duì)比例4將將重量比PET 48. 0%, TPP與MCA混合物14%、PTW 2.5%、復(fù)合成核劑1.5%、 P728 0.5%, PW-225 0. 4%在攪拌桶中攪拌5分鐘，攪拌桶轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；再 經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，同時(shí)從擠出機(jī)中段添加長(zhǎng)纖30. 0%。其加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230°C、二區(qū)250°C、三區(qū)260°C、四區(qū)250°C、五區(qū)220°C、六區(qū)220°C、七區(qū) 2230°C，八區(qū)240°C ；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在450轉(zhuǎn)/分鐘。性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及性能指標(biāo)將上述方法完成造粒的粒子物料先在鼓風(fēng)烘箱中120-130°C的條件下干燥4-6小 時(shí)，然后用將干燥好的粒子物料用注射成型機(jī)制成樣條測(cè)試。實(shí)施例與對(duì)比例的性能分別如表1和表2 表 1 表2 結(jié)合表1和表2可以看出，單獨(dú)使用十溴二苯乙烷、次膦酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、磷 酸鹽和氮系阻燃劑混合物都無(wú)法使材料的灼熱絲點(diǎn)燃溫度達(dá)850°C以上，而且，單獨(dú)使用磷 氮類(lèi)阻燃劑會(huì)使材料的物理機(jī)械性能明顯下降，但通過(guò)調(diào)整十溴二苯乙烷與次膦酸鹽、三 聚氰胺磷酸鹽、磷酸鹽和氮系阻燃劑混合物的配比可得到灼熱絲點(diǎn)燃溫度大于850°C、物理 機(jī)械性能優(yōu)異的阻燃增強(qiáng)PET材料。
權(quán)利要求
一種阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成PET樹(shù)脂 50-55％；十溴二苯乙烷 4.0-6.0％；磷氮阻燃劑2.0-6.0％；無(wú)機(jī)阻燃劑1.5-2.0％；復(fù)合成核劑1.0-2.0％；增韌劑2.0-4.0％；玻璃纖維 30-35％；潤(rùn)滑劑0.5-1.0％；抗氧劑0.3-0.5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述的十溴二苯乙烷的相對(duì) 分子量大于900，溴含量大于80 %。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述磷氮阻燃劑為磷酸鹽與 氮系阻燃劑按重量百分比1-2 1復(fù)配、次膦酸鹽類(lèi)或三聚氰胺磷酸鹽類(lèi)，且磷氮阻燃劑的 熱分解溫度大于260°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)阻燃劑為三氧化二 銻、銻酸鈉或五氧化二銻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述的PET樹(shù)脂為聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯，其相對(duì)密度為1. 35-1. 38，熔點(diǎn)為255-260°C，粘度為0. 6-0. 8Pa · S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述的復(fù)合成核劑為長(zhǎng)鏈羧 酸鹽與滑石粉按1 2-4的重量百分比復(fù)配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述增韌劑為乙烯_甲基丙 烯酸丁酯_丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯_丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯辛 >烯_丙烯酸縮水 甘油酯共聚物中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂 酰胺及其改性物、聚硅氧烷的一種或多種；所述抗氧化劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥 基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復(fù)配混合物或三甘醇 雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一 種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于，所述玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖 維，直徑5-10微米。
10.一種權(quán)利要求1所述阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)按權(quán)利要求1所述的重量百分比稱(chēng)取物料；2)將物料倒入攪拌桶中攪拌5-10分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分鐘；3)將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，在生產(chǎn)過(guò)程中從擠出機(jī)中段加 入長(zhǎng)玻璃纖維或用側(cè)喂料加入短玻璃纖維，加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)230-240°C、 二區(qū) 240-260°C、三區(qū) 240-260°C、四區(qū) 240-260°C、五區(qū) 230-250°C、六區(qū) 230-250°C、七區(qū) 230-250°C、八區(qū) 240-260°C ；螺桿轉(zhuǎn)速 350-500 轉(zhuǎn) / 分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃增強(qiáng)PET材料及其制備方法。本發(fā)明的阻燃增強(qiáng)PET材料，按重量百分比由以下組分組成PET樹(shù)脂50.0-55.0％；十溴二苯乙烷4.0-6.0％；磷氮阻燃劑2.0-6.0％；無(wú)機(jī)阻燃劑1.5-2.0％。復(fù)合成核劑1.0-2.0％；增韌劑2.0-4.0％；玻璃纖維30.0-35.0％；潤(rùn)滑劑0.5-1.0％；抗氧劑0.3-0.5％，制備工藝為雙螺桿熔融擠出造粒。本發(fā)明通過(guò)復(fù)配的阻燃劑，利用十溴二苯乙烷高效阻燃特性及溴系、磷系和氮系阻燃劑的不同阻燃機(jī)理共同作用，可制得灼熱絲850℃不起燃，各項(xiàng)物理機(jī)械性能優(yōu)異的阻燃增強(qiáng)PET材料。
文檔編號(hào)C08L67/02GK101875761SQ20101022784
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者徐東, 徐永, 李超 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司