專利名稱：一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)pet材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料及其制備方法，屬高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)作為一種重要的高分子材料在工程塑料領(lǐng)域和紡織品領(lǐng)域得到廣泛利用，其改性后的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于照明燈具、冷卻風(fēng)扇、連接器、線圈骨架、電器外殼及其他電子電氣部件中。但由于PET存在電阻率過高的問題，在65%相對(duì)濕度、25°C的條件下，吸濕率僅為 0.4%，而電阻率卻高達(dá)1014Ω · cm，極易產(chǎn)生靜電，影響產(chǎn)品美觀(聚集灰塵)、損壞電子元件，甚至導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、電擊等事故，從而限制了它在電子電氣等行業(yè)的用途。具有抗靜電性能的PET，一般通過添加抗靜電劑降低PET的電阻率，使它能有效地逸散靜電荷，從而避免靜電的大量累積所造成的危害。一般而言，材料的表面電阻率達(dá)到IO8 1012Ω、體積電阻率IO7 IO11 Ω -cm即認(rèn)為是抗靜電材料；目前抗靜電的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯一般表面電阻率為IO8 Ω 1011、體積電阻率IO8 IO11QYm之間，且一般為表面涂覆型抗靜電材料或采用小分子抗靜電化合物進(jìn)行共混性抗靜電材料，因而不能滿足需要。中國專利CN101230186A公開了一種抗靜電聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料及其制備方法，但該專利僅涉及對(duì)PET樹脂進(jìn)行簡(jiǎn)單的抗靜電改性，其改進(jìn)效果并不能滿足需求；中國專利CN101747599A公開了一種抗靜電的改性聚酯及其制備方法，但其加入的包含鹵素的阻燃增強(qiáng)聚酯不僅難以達(dá)到抗靜電性的實(shí)現(xiàn)，還增加了材料的易燃行和環(huán)境污染，因而難以被接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，使其在具有優(yōu)異的抗靜電性能的同時(shí)，最大限度地保持了阻燃增強(qiáng)PET的機(jī)械性能，并應(yīng)用于多種場(chǎng)合；本發(fā)明的另一目的是提供一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法。一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，包括以下重量份的組分ΡΕΤ樹脂37. 2 48. 7份、無鹵阻燃劑復(fù)合物10 沈份、玻璃纖維10 50份、復(fù)合抗靜電劑2 6份、相容劑0. 5 8份、加工助劑0. 3 1. 3份。所述復(fù)合抗靜電劑為烷基咪唑啉、山梨醇酐脂肪酸，脂肪酸聚乙二醇酯(PEEM)三種抗靜電劑的復(fù)合物，這三種復(fù)合物的重量比為(25-35) :(15-25) :50。所述PET樹脂特性粘度為0. 6 0. 85dl/g ；這類樹脂由于具有適中的粘度、分子量和結(jié)晶速率，使得最終本發(fā)明的復(fù)合物具有優(yōu)良的成型加工性能。所述無鹵阻燃劑復(fù)合物為有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽的復(fù)配物；所述有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽的復(fù)配重量比優(yōu)選為4 :1 2 :1。所述玻璃纖維為經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維，所述偶聯(lián)劑為甲基丙烯?；悸?lián)劑、(連苯三酚)磷酸酯偶聯(lián)劑和氨基苯基偶聯(lián)劑的共混物。所述加工助劑為抗氧劑和潤滑劑的混合物，所述抗氧劑為有機(jī)磷化合物，如 A0-18、磷酸三苯酯或磷酸三甲酯，添加比例為0. 1% 0. 5%，所述抗氧劑的添加能賦予本發(fā)明的產(chǎn)品優(yōu)異的加工穩(wěn)定性；所述潤滑劑優(yōu)選三羥甲基丙烷或褐煤酸酯，添加比例為 0. 2% 0. 8% ；所述潤滑劑的添加能使得本發(fā)明的產(chǎn)品具備優(yōu)異的成型和脫模性能。所述相容劑優(yōu)選為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物與雙酚A型環(huán)氧樹脂的復(fù)合物，該復(fù)合物具有多官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，能有效增加體系相容性，提高材料機(jī)械性能并獲得更好的抗靜電效果。一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法，其操作步驟包括
(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混2 4分鐘，轉(zhuǎn)速700 900轉(zhuǎn)/分；
(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混2 4分鐘，轉(zhuǎn)速600 800轉(zhuǎn)/分；
(3)將步驟(1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。其中，步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到機(jī)頭的一區(qū)溫度優(yōu)選為220 240 0C，二區(qū)溫度優(yōu)選為260 275 °C，三區(qū)溫度優(yōu)選為265 275 °C，四區(qū)溫度優(yōu)選為255 2750C，五區(qū)溫度優(yōu)選為250 270°C，六區(qū)溫度優(yōu)選為250 270°C，七區(qū)溫度優(yōu)選為230 2500C，八區(qū)溫度優(yōu)選為230 250°C，九區(qū)溫度優(yōu)選為240 260°C，十區(qū)溫度優(yōu)選為250 270°C，所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為(32 44) :1，螺桿轉(zhuǎn)速優(yōu)選為200 450轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的產(chǎn)品，可采用國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試試樣，由注塑機(jī)在265°C下注塑成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)定，本發(fā)明具有如下有益效果
(1)本發(fā)明所采用的復(fù)合抗靜電劑較之普通抗靜電改性產(chǎn)品具有如下優(yōu)勢(shì)1.具有持久的抗靜電效果，2.制品成型后即發(fā)揮抗靜電作用，3.對(duì)空氣的相對(duì)濕度無依賴性，4.靜電衰減速度快，5.不影響制品的機(jī)械物理性能、表面性能；
(2)所制備的PET材料，不僅具有優(yōu)異的機(jī)械性能，并且還具有非常好的永久抗靜電效果，尚具有較長的使用壽命。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)施例1
一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，由以下以重量份計(jì)的組分組成特性粘度為 0. 6dl/g的PET樹脂48. 7份、復(fù)配重量比為4 1的有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽組成的無鹵阻燃劑復(fù)配物26份、復(fù)合抗靜電劑6份、相容劑8份、玻璃纖維10份、加工助劑1. 3 份。所述復(fù)合抗靜電劑為烷基咪唑啉、山梨醇酐脂肪酸、脂肪酸聚乙二醇酯(PEEM)三種抗靜電劑的復(fù)合物，這三種復(fù)合物的重量比為25 25 :50。所述玻璃纖維是指經(jīng)過所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為甲基丙烯?；悸?lián)劑/ (連苯三酚)磷酸酯偶聯(lián)劑/氨基苯基偶聯(lián)劑的共混物處理的玻璃纖維。所述加工助劑中，A0-18為0. 5份，三羥甲基丙烷0. 8份。其制備方法如下
(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混2分鐘，轉(zhuǎn)速700轉(zhuǎn)/
分；
(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混2分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分；
(3)將步驟(1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過精密計(jì)量的喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到機(jī)頭的一區(qū)溫度為220°C，二區(qū)溫度為 2600C，三區(qū)溫度為265°C，四區(qū)溫度為255°C，五區(qū)溫度為250°C，六區(qū)溫度為230°C，七區(qū)溫度為230°C，八區(qū)溫度為250°C，所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為32 1，螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例2
所述抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，由以下以重量份計(jì)的組分組成特性粘度為 0. 85dl/g的PET樹脂37. 2份、復(fù)配重量比為2 1的有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽組成的無鹵阻燃劑復(fù)配物10份、復(fù)合抗靜電劑2份、相容劑0. 5份、玻璃纖維50份、加工助劑 0. 3 份。所述復(fù)合抗靜電劑為烷基咪唑啉、山梨醇酐脂肪酸，脂肪酸聚乙二醇酯(PEEM)三種抗靜電劑的復(fù)合物，這三種復(fù)合物的重量比為35 15 :50。所述玻璃纖維是指經(jīng)過所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為甲基丙烯?；悸?lián)劑/ (連苯三酚)磷酸酯偶聯(lián)劑/氨基苯基偶聯(lián)劑的共混物處理的玻璃纖維。所述加工助劑中，磷酸三苯酯0. 1份，褐煤酸酯0. 2份?？轨o電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料由以下方法制備
(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混4分鐘，轉(zhuǎn)速900轉(zhuǎn)/
分；
(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混4分鐘，轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分；
(3)將步驟(1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過精密計(jì)量的喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到機(jī)頭的一區(qū)溫度為240°C，二區(qū)溫度為 2750C，三區(qū)溫度為275°C，四區(qū)溫度為275°C，五區(qū)溫度為270°C，六區(qū)溫度為270°C，七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為260°C，十區(qū)溫度為260°C，i^一區(qū)溫度為270°C， 所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為44 :1，螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例3
一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，由以下以重量份計(jì)的組分組成特性粘度為 0. 7dl/g的PET樹脂43. 2份、復(fù)配重量比為3 1的有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽組成的無鹵阻燃劑復(fù)配物18份、復(fù)合抗靜電劑4份、相容劑4份、玻璃纖維30份、加工助劑0. 8 份。所述復(fù)合抗靜電劑為烷基咪唑啉、山梨醇酐脂肪酸，脂肪酸聚乙二醇酯(PEEM) 三種抗靜電劑的復(fù)合物，這三種復(fù)合物的重量比為30 20 :50。
所述玻璃纖維是指經(jīng)過所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為甲基丙烯?；悸?lián)劑/ (連苯三酚)磷酸酯偶聯(lián)劑/氨基苯基偶聯(lián)劑的共混物處理的玻璃纖維。所述加工助劑中，磷酸三甲酯0. 3份，褐煤酸酯0. 5份。抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料由以下方法制備
(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混3分鐘，轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/
分；
(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混3分鐘，轉(zhuǎn)速700轉(zhuǎn)/分；
(3)將步驟(1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過精密計(jì)量的喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到機(jī)頭的一區(qū)溫度為230°C，二區(qū)溫度為 2700C，三區(qū)溫度為270°C，四區(qū)溫度為265°C，五區(qū)溫度為260°C，六區(qū)溫度為260°C，七區(qū)溫度為240°C，八區(qū)溫度為240°C，九區(qū)溫度為250°C，十區(qū)溫度為260°C，所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為40 :1，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例4
一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其組分組成特性粘度為0. 75dl/g的PET樹脂40 份、復(fù)配重量比為2 1的有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽組成的無鹵阻燃劑復(fù)配物12 份、復(fù)合抗靜電劑3份、相容劑4. 5份、玻璃纖維40份、加工助劑0. 5份。其余制備方法同實(shí)施例2。所述對(duì)比例1-3為不含抗靜電劑、但含有無鹵阻燃劑的PET材料，所述對(duì)比例4-5 為不含抗靜電劑、但為含鹵阻燃劑的PET材料，其具體組分如下。對(duì)比例1
所述的PET材料，其組分組成粘度為0. 65dl/g的PET樹脂50份、含磷的無鹵阻燃劑復(fù)配物10份、相容劑3份、玻璃纖維35份、加工助劑2份。其制備方法為，將各組分經(jīng)高速混合機(jī)中混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出。對(duì)比例2
所述的PET材料，其組分組成粘度為0. 65dl/g的PET樹脂50份、含磷的無鹵阻燃劑復(fù)配物10份、相容劑3份、玻璃纖維35份、加工助劑2份。其制備方法同對(duì)比例1。對(duì)比例3
所述的PET材料，其組分組成粘度為0. 6dl/g的PET樹脂10份、溴系阻燃劑30份、相容劑6份、玻璃纖維50份、加工助劑4份。其制備方法同對(duì)比例1。對(duì)比例4
所述的PET材料，其組分組成粘度為0. 8dl/g的PET樹脂50份、溴系阻燃劑18份、相容劑1份、玻璃纖維30份、加工助劑1份。其制備方法同對(duì)比例1。對(duì)比例5
所述的PET材料，其組分組成粘度為0. 6dl/g的PET樹脂30份、溴系阻燃劑12份、相容劑5份、玻璃纖維50份、加工助劑3份。
6
其制備方法同對(duì)比例1。表1實(shí)施例與對(duì)比例產(chǎn)品重量百分比
組分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4對(duì)比例5PET樹脂48. 737. 243. 2405055105030無鹵阻燃劑261018121025---含鹵阻燃劑------301812玻璃纖維105030403516503050抗靜電劑6243-----相容劑80. 544. 532. 5615加工助劑1. 30. 30. 80. 521. 5413
表2實(shí)施例與對(duì)比例產(chǎn)品性能檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，包括以下重量份的組分PET樹脂37. 2 48. 7 份、無鹵阻燃劑復(fù)合物10 沈份、玻璃纖維10 50份、復(fù)合抗靜電劑2 6份、相容劑 0. 5 8份、加工助劑0. 3 1. 3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述復(fù)合抗靜電劑為烷基咪唑啉、山梨醇酐脂肪酸、脂肪酸聚乙二醇酯三種抗靜電劑的復(fù)合物，這三種復(fù)合物中各組分按重量百分比為烷基咪唑啉25-35%、山梨醇酐脂肪酸15-25%、脂肪酸聚乙二醇酯50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述PET樹脂特性粘度優(yōu)選為0. 6 0. 85dl/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述無鹵阻燃劑復(fù)合物為有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽的復(fù)配物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述有機(jī)次磷酸鎂與三聚氰胺聚磷酸鹽的復(fù)配重量比為4 :1 2 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述玻璃纖維為經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維，所述偶聯(lián)劑為甲基丙烯?；悸?lián)劑、連苯三酚磷酸酯偶聯(lián)劑和氨基苯基偶聯(lián)劑的共混物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述加工助劑為抗氧劑和潤滑劑的混合物，所述抗氧劑為有機(jī)磷化合物，如A0-18、磷酸三苯酯或磷酸三甲酯，添加比例為0. 1% 0. 5%，所述抗氧劑的添加能賦予本發(fā)明的產(chǎn)品優(yōu)異的加工穩(wěn)定性；所述潤滑劑優(yōu)選三羥甲基丙烷或褐煤酸酯，添加比例為0. 2% 0. 8% ；所述潤滑劑的添加能使得本發(fā)明的產(chǎn)品具備優(yōu)異的成型和脫模性能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，其特征在于所述相容劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物與雙酚A型環(huán)氧樹脂的復(fù)合物。
9.一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法，其操作步驟包括(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混2 4分鐘，轉(zhuǎn)速700 900轉(zhuǎn)/分；(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混2 4分鐘，轉(zhuǎn)速600 800轉(zhuǎn)/分；(3)將步驟 (1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過精密計(jì)量的喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到機(jī)頭的一區(qū)溫度為240°C，二區(qū)溫度為 2750C，三區(qū)溫度為275°C，四區(qū)溫度為275°C，五區(qū)溫度為270°C，六區(qū)溫度為270°C，七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為260°C，十區(qū)溫度為260°C，i^一區(qū)溫度為270°C， 所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為44 :1，螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗靜電無鹵阻燃增強(qiáng)PET材料，包括以下重量份的組分PET樹脂37.2～48.7份、無鹵阻燃劑復(fù)合物10～26份、玻璃纖維10～50份、復(fù)合抗靜電劑2～6份、相容劑0.5～8份、加工助劑0.3～1.3份。其制備步驟包括(1)將復(fù)合抗靜電劑、相容劑、加工助劑放入高速混合機(jī)中干混2～4分鐘，轉(zhuǎn)速700～900轉(zhuǎn)/分；(2)將無鹵阻燃劑復(fù)合物放入高速混合機(jī)中干混2～4分鐘，轉(zhuǎn)速600～800轉(zhuǎn)/分；(3)將步驟(1)得到的混合物、步驟(2)得到的混合物、PET樹脂、玻璃纖維分別通過喂料器加入雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行混合、分散、熔融擠出、造粒。其優(yōu)點(diǎn)在于，抗靜電效果好且其阻燃性能亦有所增強(qiáng)。
文檔編號(hào)C08K7/14GK102382431SQ20111032805
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者付學(xué)俊, 劉奇祥, 葉南飚, 朱文, 陳偉, 陳大華, 陳鋒 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司