專利名稱：一種聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚苯醚(Polyphenylene ether,PPE)是由美國(guó)GE公司于二十世紀(jì)60年產(chǎn)業(yè)化的一種工程塑料，具有良好的物理機(jī)械性能、電氣絕緣性、耐熱性、阻燃性和水解穩(wěn)定性，有較小的成型收縮率和熱膨脹系數(shù)。但其熔融粘度高、加工困難、制品易應(yīng)力開(kāi)裂、在紫外線下易老化交聯(lián)、耐極性溶劑差，因此單獨(dú)使用沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值，目前市場(chǎng)化的產(chǎn)品基本上都是其復(fù)合材料產(chǎn)品。近年來(lái)，以芳香族聚酯與聚苯醚復(fù)合為代表的第三代復(fù)合產(chǎn)品成為研發(fā)的熱點(diǎn)。但此類復(fù)合材料，多集中于聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/聚苯醚(如中國(guó)專利 CN101759964A等)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET) /聚苯醚復(fù)合材料的研究(如中國(guó)專利 CN101613525等)。PBT性能優(yōu)良，結(jié)晶速度快，但其價(jià)格在聚酯類物質(zhì)中較高，因此其成本相對(duì)較高；PET雖然價(jià)格相對(duì)低廉，但結(jié)晶速度非常慢，在成型過(guò)程中，要相應(yīng)延長(zhǎng)成型時(shí)間，大大降低了生產(chǎn)效率。聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(Polytrimethylene terephthalate, PTT)是二十世紀(jì)90年代才商業(yè)化的芳香族聚酯，價(jià)格在聚酯類物質(zhì)中較為低廉，結(jié)晶速度較快，且具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，但如果單獨(dú)使用則其耐熱性不好、尺寸穩(wěn)定性不高， 阻燃性差，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具有較高耐熱性、較好尺寸穩(wěn)定性、 具有高效阻燃性且價(jià)格相對(duì)低廉的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料，含有下述重量份的各成分
聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯45~80份
聚苯醚5~40份
阻燃劑7~15份
抗氧劑0.5~1份。其中，所述聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯的粘度為0. 70 0. 95dl/g ；所述聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯的粘度為0. 80 0. 90dl/g。另外，所述聚苯醚粘度為0. 38 0. 50dl/g ；所述聚苯醚粘度為0. 40 0. 45dl/g。另外，所述阻燃劑為溴系阻燃劑；所述溴系阻燃劑為溴的重量百分含量> 50%的溴化環(huán)氧樹(shù)脂或十溴二苯乙烷中的一種或幾種。
另外，所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸正十八碳醇酯， 三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯] 季戊四醇酯中的一種或幾種。
另外，還含有3 9重量份的阻燃協(xié)效劑。
另外，所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、偏銻酸鈉中的一種或幾種。
本發(fā)明還提供一種所述復(fù)合材料的制備方法，所述方法為按配比稱取各成分，混合均勻后擠出。
其中，以雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出。
另外，所述雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為200 270°C，二區(qū)溫度為200 270°C，三區(qū)溫度為200 270°C，四區(qū)溫度為200 270°C，五區(qū)溫度為200 270°C，六區(qū)溫度為200 270°C，七區(qū)溫度為200 270°C，八區(qū)溫度為200 270°C，九區(qū)溫度為200 270°C，機(jī)頭溫度為200 270°C，物料在螺桿中輸送時(shí)間為1 2分鐘。
本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料，因PPE樹(shù)脂的高耐熱性，彌補(bǔ)了 PTT的耐熱性不足的缺點(diǎn)，因此復(fù)合材料有較好的耐熱性；并且由于PPE樹(shù)脂為非結(jié)晶性樹(shù)脂，所以收縮率很低，其與PTT摻混后，改變了 PTT的結(jié)晶形態(tài)，導(dǎo)致復(fù)合材料的收縮率下降，此復(fù)合材料可以制作一些對(duì)尺寸要求比較高的制件，拓寬了 PTT的應(yīng)用領(lǐng)域；另外，由于PPE樹(shù)脂的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)，具有較好的阻燃性，其與PTT摻混后，提高了復(fù)合材料的阻燃性，使阻燃劑的應(yīng)用量大幅下降，提高了阻燃效率，阻燃等級(jí)可達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V-O級(jí)。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保的重視，對(duì)材料環(huán)保的要求也越來(lái)越高，鹵族阻燃劑由于在阻燃的同時(shí)會(huì)生成有毒氣體，在應(yīng)用方面受到了越來(lái)越多的限制。因此，低鹵與無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品成為未來(lái)材料的發(fā)展方向，本發(fā)明的復(fù)合材料復(fù)合這一要求。另外，本發(fā)明降低了阻燃劑的用量，從而降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝可控。
因此，本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料具有較高耐熱性、較好尺寸穩(wěn)定性及具有高效阻燃性，并且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
在實(shí)施例中，PTT均為美國(guó)SHELL公司生產(chǎn)；
PPE均為中國(guó)藍(lán)星芮城分公司生產(chǎn)；
溴化環(huán)氧樹(shù)脂(以環(huán)氧樹(shù)脂為基體樹(shù)脂，經(jīng)溴化合成，溴的重量百分含量 ^50%),開(kāi)美化學(xué)科技(南通)有限公司生產(chǎn)；
十溴二苯乙烷，濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)；
三氧化二銻，五氧化二銻，偏銻酸鈉，開(kāi)美化學(xué)科技(南通)有限公司生產(chǎn)；
抗氧劑四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)， 三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)，四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)，瑞士汽巴精細(xì)化工公司生產(chǎn)。
1.制備聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料
實(shí)施例1
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT(0. 7dl/g)620g, PPE (0. 38dl/g) 200g，十溴二苯乙烷 90g，五氧化二銻80g，抗氧劑10105g，抗氧劑1685g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為 2500C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為265°C，六區(qū)溫度為265°C，七區(qū)溫度為265°C，八區(qū)溫度為265°C，九區(qū)溫度為250°C，機(jī)頭溫度為245°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為90秒鐘。
實(shí)施例2
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT(0. 95dl/g)450g, PPE (0. 5dl/g) 400g，十溴二苯乙烷 70g,三氧化二銻70g，抗氧劑10765g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為235°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為250°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為250°C，六區(qū)溫度為250°C，七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為270°C，九區(qū)溫度為270°C，機(jī)頭溫度為245°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為90秒鐘。
實(shí)施例3
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT(0. 8dl/g)800g, PPE(0. 4dl/g)50g,溴化環(huán)氧樹(shù)脂 (溴的重量百分含量為65% )150g，三氧化二銻30g，抗氧劑10105g，抗氧劑1685g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為250°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為245°C，六區(qū)溫度為230°C， 七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為265°C，機(jī)頭溫度為275°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為60秒鐘。
實(shí)施例4
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT (0. 9dl/g) 800g, PPE (0. 45dl/g) 400g,溴化環(huán)氧樹(shù)脂 (溴的重量百分含量為70% )120g，五氧化二銻40g，抗氧劑10105g，抗氧劑1685g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為250°C，二區(qū)溫度為265°C，三區(qū)溫度為270°C，四區(qū)溫度為270°C，五區(qū)溫度為265°C，六區(qū)溫度為265°C， 七區(qū)溫度為270°C，八區(qū)溫度為270°C，九區(qū)溫度為265°C，機(jī)頭溫度為260°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為90秒鐘。
實(shí)施例5
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT (0. 85dl/g) 450g, PPE (0. 38dl/g) 50g,溴化環(huán)氧樹(shù)脂 (溴的重量百分含量為50% ) 80g，偏銻酸鈉90g，抗氧劑10765g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為250°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為250°C，六區(qū)溫度為250°C，七區(qū)溫度為250°C， 八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為250°C，機(jī)頭溫度為245°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為120 秒鐘。
對(duì)比例1
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT(0.7dl/g)800g，十溴二苯乙烷100g，三氧化二銻 90g，抗氧劑10105g，抗氧劑1685g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。 生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為250°C，四區(qū)溫度為250°C， 五區(qū)溫度為250°C，六區(qū)溫度為250°C，七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為 250°C，機(jī)頭溫度為245°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為90秒鐘。
對(duì)比例25
按照以下質(zhì)量稱取原料PTT(0.7dl/g)800g，溴化環(huán)氧樹(shù)脂(溴的重量百分含量為40% ) 150g,三氧化二銻40g，抗氧劑10105g，抗氧劑1685g，在高混機(jī)中混合5分鐘，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，造粒。其中生產(chǎn)工藝為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為245°C，三區(qū)溫度為250°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為250°C，六區(qū)溫度為250°C，七區(qū)溫度為250°C，八區(qū)溫度為250°C，九區(qū)溫度為250°C，機(jī)頭溫度為245°C，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間為90秒鐘。
2.性能測(cè)試
將上述實(shí)施例1 5和對(duì)比例1、2的樣品在90 120°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥4 6 小時(shí)，再將干燥后的樣品在注塑機(jī)上注塑成制樣，制樣過(guò)程中保持模溫在70 90°C。
將實(shí)施例1 5和對(duì)比例1、2制備的樣品進(jìn)行測(cè)試，各項(xiàng)物理性能、單位及測(cè)試方法見(jiàn)表1，材料性能見(jiàn)表2。
表1.各項(xiàng)性能、單位及測(cè)試方法
權(quán)利要求
1. 一種聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料，其特征在于，主要含有下述重量份的各成分
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯的粘度為0. 70 0. 95dl/g ；所述聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯的粘度為0. 80 0. 90dl/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述聚苯醚粘度為0.38 0. 50dl/ g ；所述聚苯醚粘度為0. 40 0. 45dl/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為溴系阻燃劑；所述溴系阻燃劑為溴的重量百分含量> 50%的溴化環(huán)氧樹(shù)脂或十溴二苯乙烷中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸正十八碳醇酯，三[2，4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯，四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的復(fù)合材料，其特征在于，還含有3 9重量份的阻燃協(xié)效劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、偏銻酸鈉中的一種或幾種。
8.—種權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，按配比稱取各成分，混合均勻后擠出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，以雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為 200 270°C，二區(qū)溫度為200 270°C，三區(qū)溫度為200 270°C，四區(qū)溫度為200 270°C， 五區(qū)溫度為200 270°C，六區(qū)溫度為200 270°C，七區(qū)溫度為200 270°C，八區(qū)溫度為 200 270°C，九區(qū)溫度為200 270°C，機(jī)頭溫度為200 270°C，物料在螺桿中輸送時(shí)間為1 2分鐘。聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯45~80份 5~40 份 7~15 份 0.5 1份。聚苯醚阻燃劑抗氧劑
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料，主要含有下述重量份的各成分45～80份聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、5～40份聚苯醚、7～15份阻燃劑、0.5～1份抗氧劑。本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/聚苯醚復(fù)合材料具有較高耐熱性、較好尺寸穩(wěn)定性及具有高效阻燃性，并且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，具有較大的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L67/02GK102516724SQ20111039194
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者姜立忠, 孫化鑫, 李瑞亢, 楊軍忠, 江楓丹, 胡衍平, 隋軼巍 申請(qǐng)人:中國(guó)藍(lán)星(集團(tuán))股份有限公司