專利名稱：一種無鹵阻燃pbt復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸丁二醇酯簡稱PBT，是由對苯二甲酸和脂肪族二元醇酯化縮聚合成的飽和聚酯，其結(jié)構(gòu)特征具有苯環(huán)、酯鏈和連接兩者的酯基基團。由于分子的高度幾何規(guī)整性和剛性部分使聚對苯二甲酸丁二醇酯具有較高的力學(xué)強度、較好的彈性、耐磨性、耐化學(xué)試劑性和優(yōu)良的電性能(高溫和潮濕環(huán)境下仍然保持良好的電絕緣性能)，又因分子中沒 有側(cè)鏈，結(jié)構(gòu)對稱，分子鏈可緊密堆砌，有高度結(jié)晶性和高熔點。PBT加工性極好，特別適合加工一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁制件。當(dāng)前世界面臨著越來越大的環(huán)境壓力，無鹵阻燃的呼聲也越來越高。但當(dāng)今社會大部分添加型無鹵阻燃劑都面臨著添加量大，對材料的機械性能惡化十分顯著等缺點。而反應(yīng)型阻燃劑能接入高分子鏈，賦予高聚物永久阻燃的優(yōu)點，且無析出問題，但工藝及其復(fù)雜，對設(shè)備要求很高，導(dǎo)致其產(chǎn)品價格較昂貴，在極大的程度上限制了反應(yīng)型阻燃劑的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提供的一種新型無鹵阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法，對主體阻燃劑CEPPA進行表面活化改性處理，極大地提高了復(fù)合材料的阻燃性能及機械性能，顯示了良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，按重量份計，包含以下組分PBT 40 70份、無堿玻璃纖維O 30份、CEPPA 10 20份、引發(fā)劑O. I O. 5份、三聚氰胺I 5份、水合金屬氧化物4 10份、抗氧劑O. I I份、潤滑劑O. I I份和硅烷偶聯(lián)劑O. I I份。優(yōu)選為PBT 40 70份、無堿玻璃纖維5 30份、CEPPA 10 20份、引發(fā)劑O. I O. 5份、三聚氰胺I 5份、水合金屬氧化物4 10份、抗氧劑O. I I份、潤滑劑O. I I份和硅烷偶聯(lián)劑O. I I份。上述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，該復(fù)合材料采用以下制備方法得到(I)將全部CEPPA阻燃劑與引發(fā)劑和部分硅烷偶聯(lián)劑(按重量計算，約1/2 2/3的硅烷偶聯(lián)劑)混合，于40 100°C條件下靜置10 30h制成改性CEPPA ；CEPPA與引發(fā)劑和硅烷偶聯(lián)劑使CEPPA表面活性增強，CEPPA分子中的羧基與引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)，更易接入PBT分子鏈。將水合金屬氧化物與剩余的硅烷偶聯(lián)劑在60 80°C混合2 IOmin制成改性水合金屬氧化物；經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理的改性水合金屬氧化物，表面活性增大，可增加無機氫氧化物與高聚物的相容性，改善復(fù)合材料的阻燃及機械性能。將改性水合金屬氧化物、改性CEPPA與三聚氰胺、抗氧劑和潤滑劑在60 80°C下高速混合攪拌2 4h制成混合助劑；(2)將步驟⑴制備的混合助劑與已干燥的原料PBT混合攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機主喂料系統(tǒng)送入螺桿，添加無堿玻璃纖維時，所述的無堿玻璃纖維經(jīng)玻纖口送入雙螺桿擠出機共混造粒。玻璃纖維在配方中起增強復(fù)合材料強度的作用。添加玻璃纖維時所制得的復(fù)合材料為玻纖增強阻燃PBT復(fù)合材料，不添加玻璃纖維時所制得的復(fù)合材料為阻燃PBT復(fù)合材料。上述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，所述的引發(fā)劑為有機過氧化物引發(fā)劑和偶氮類引發(fā)劑中的任意一種或幾種；例如引發(fā)劑DCP(過氧化二異丙苯)。所述的三聚氰胺，為經(jīng)超細化處理的三聚氰胺微粒，其粒徑D98小于2 μ m。 所述的水合金屬氧化物是氫氧化鋁與氫氧化鎂中的任意一種，粒徑D98在I 20 μ m之間。所述的抗氧劑為抗氧劑168(亞磷酸三亞酯)和抗氧劑1010(四季戊四醇酯)中的任意一種或者兩種混合。所述的潤滑劑為N，N_雙乙基雙硬脂酰胺。所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550、KH-560、A151和A171中的任意一種。上述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，所述的PBT的密度為I. 30 I. 36g/cm3。上述的阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(I)將全部CEPPA阻燃劑與引發(fā)劑和部分硅烷偶聯(lián)劑(按重量計算，約1/2 2/3的硅烷偶聯(lián)劑)混合，于40 100°C條件下靜置10 30h制成改性CEPPA ;將水合金屬氧化物與剩余的硅烷偶聯(lián)劑在60 80°C混合2 IOmin制成改性水合金屬氧化物；將改性水合金屬氧化物、改性CEPPA與三聚氰胺、抗氧劑和潤滑劑在60 80°C下高速混合攪拌2 4h制成混合助劑；(2)將步驟(I)制備的混合助劑與已干燥的原料PBT混合攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機主喂料系統(tǒng)送入螺桿，添加無堿玻璃纖維時，所述的無堿玻璃纖維經(jīng)玻纖口送入雙螺桿擠出機共混造粒。溫度為I區(qū)200 220°C，2區(qū)至3區(qū)230 245°C，4區(qū)至5區(qū)225 2400C，6 區(qū)至 7 區(qū) 220 235°C。CEPPA為2-羧乙基苯基次磷酸的簡稱，又稱3_羥基苯磷酰丙酸，分子式=C9H11O4P分子量214. 16，CAS號14657-64-8，為環(huán)保型阻燃劑，結(jié)構(gòu)式
O
N
Ho-P-CH2CH2CooH
Λ本發(fā)明著眼于此，提出利用引發(fā)劑提高阻燃劑的活性，在共混過程中將反應(yīng)型阻燃劑接入高分子鏈，使之不帶來與材料的相容性問題，極大的減少阻燃劑的添加量，保留了較好的機械性能。避免了現(xiàn)有的PBT阻燃復(fù)合材料中阻燃劑與PBT相容性差，容易析出的問題。本發(fā)明的PBT復(fù)合材料，阻燃劑CEPPA接枝上PBT分子鏈，不存在阻燃劑與PET材料的相容性問題，阻燃劑不會析出，能賦予高分子材料永久阻燃性。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的有益效果是將部分阻燃劑CEPPA接枝上PBT分子鏈，能賦予高分子材料永久阻燃性，并且與材料無相容性問題，也不會因此帶來阻燃劑的析出，對高分子材料的機械性能損失不大。與傳統(tǒng)的反應(yīng)型阻燃劑相比，工藝簡單可行，成本低廉。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
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實施例I 7按表I中實施例I 7中各組分的用量稱取各組分，然后進行如下處理將全部CEPPA阻燃劑(2-羧乙基苯基次磷酸，山東淄博都邦化工)與引發(fā)劑DCP (上海富蔗化工有限公司)和2/3的硅烷偶聯(lián)劑(按重量計算)混合，于70°C條件下靜置20h制成改性CEPPA ;將水合金屬氧化物(氫氧化鎂，粒徑D98在I 20 μ m之間)與剩余的硅烷偶聯(lián)劑在70°C混合Smin制成改性水合金屬氧化物；將改性水合金屬氧化物、改性CEPPA與超細化處理的三聚氰胺微粒(粒徑D98小于2 μ m)、抗氧劑168、抗氧劑1010和N，N-雙乙基雙硬脂酰胺(上海滬峰生化試劑有限公司)在70°C下高速混合攪拌3h制成混合助劑；(2)將步驟⑴制備的混合助劑與已干燥的原料PBT (型號PBT 1100-211M，密度為I. 30 I. 36g/cm3,臺灣長春集團)混合攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機主喂料系統(tǒng)送入螺桿，添加無堿玻璃纖維時，無堿玻璃纖維(ECS303A，重慶國際復(fù)合材料有限公司)經(jīng)玻纖口送入雙螺桿擠出機共混造粒。溫度為I區(qū)200 220°C，2區(qū)至3區(qū)230 245°C，4區(qū)至5區(qū) 225 240°C，6 區(qū)至 7 區(qū) 220 235°C。表I實施例I 7與現(xiàn)有產(chǎn)品I 2的配方及產(chǎn)品性能
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于按重量份計，包含以下組分PBT40-70 份無堿玻璃纖維0~30份CEPPA10-20份弓丨發(fā)劑0.1 0.5份三聚氰胺I 5份水合金屬氧化物4 10份抗氧劑0.1 I份潤滑劑0.1 I份娃燒偶聯(lián)劑0.1~1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于包含以下組分PBT40-70 份無堿玻璃纖維5~30份CEPPA10-20份弓丨發(fā)劑0.1 0.5份三聚氰胺I 5份水合金屬氧化物4 10份抗氧劑0.1 I份潤滑劑0.1 I份娃燒偶聯(lián)劑0.1~1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于采用以下制備方法得到 (1)將全部CEPPA與引發(fā)劑和部分硅烷偶聯(lián)劑混合，于40 100°C條件下靜置10 30h制成改性CEPPA ;將水合金屬氧化物與剩余的硅烷偶聯(lián)劑在60 80°C混合2 IOmin制成改性水合金屬氧化物；將改性水合金屬氧化物、改性CEPPA與三聚氰胺、抗氧劑和潤滑劑在60 80°C下高速混合攪拌2 4h制成混合助劑； (2)將步驟(I)制備的混合助劑與已干燥的原料PBT混合攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機主喂料系統(tǒng)送入螺桿，添加無堿玻璃纖維時，所述的無堿玻璃纖維經(jīng)玻纖口送入雙螺桿擠出機共混造粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的引發(fā)劑為有機過氧化物引發(fā)劑和偶氮類引發(fā)劑中的任意一種或幾種；所述的三聚氰胺，為經(jīng)超細化處理的三聚氰胺微粒，其粒徑D98小于2 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的水合金屬氧化物是氫氧化鋁與氫氧化鎂中的任意一種，粒徑D98在I 20 ii m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1010中的任意一種或者兩種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的潤滑劑為N，N-雙乙基雙硬脂酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550、KH-560、A151和A171中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無鹵阻燃PBT復(fù)合材料，其特征在于所述的PBT的密度為 I. 30 I. 36g/cm3。
10.權(quán)利要求I所述的阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將全部CEPPA阻燃劑與引發(fā)劑和部分硅烷偶聯(lián)劑混合，于40 100°C條件下靜置10 30h制成改性CEPPA ;將水合金屬氧化物與剩余的硅烷偶聯(lián)劑在60 80°C混合2 IOmin制成改性水合金屬氧化物；將改性水合金屬氧化物、改性CEPPA與三聚氰胺、抗氧劑和潤滑劑在60 80°C下高速混合攪拌2 4h制成混合助劑； (2)將步驟(I)制備的混合助劑與已干燥的原料PBT混合攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機主喂料系統(tǒng)送入螺桿，添加無堿玻璃纖維時，所述的無堿玻璃纖維經(jīng)玻纖口送入雙螺桿擠出機共混造粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃PBT復(fù)合材料及其制備方法，按重量份計，包含以下組分PBT 40～70份、無堿玻璃纖維0～30份、CEPPA 10～20份、引發(fā)劑0.1～0.5份、三聚氰胺1～5份、水合金屬氧化物4～10份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.1～1份和硅烷偶聯(lián)劑0.1～1份。本發(fā)明采用活性劑改性助劑，在螺桿共混中將反應(yīng)型阻燃劑接枝上PBT分子鏈，避免原位聚合中對設(shè)備的復(fù)雜要求，以及繁瑣的工藝操作，簡化了生產(chǎn)效率。工藝簡單易行，本發(fā)明所得的阻燃復(fù)合材料具有很好的綜合性能和應(yīng)用前景。
文檔編號C08K5/3492GK102702691SQ20121001606
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者丁文科, 沙月華, 肖世英, 黃驥 申請人:五行材料科技(江蘇)有限公司