超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)pbt復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料的組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：PBT40%～60%、復(fù)合增韌劑15%～25%、玻璃纖維10%～20%、無鹵阻燃劑18%～22%、潤滑劑0.5%～3%、穩(wěn)定劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，采用復(fù)合增韌劑的協(xié)效作用，不僅能夠使得PBT復(fù)合材料達(dá)到超韌效果，而且不影響其他力學(xué)性能，其綜合性能好，同時(shí)玻纖增強(qiáng)改性能夠進(jìn)一步提高了PBT復(fù)合材料的耐疲勞強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、耐磨擦等，無鹵阻燃可起到較好的安全、抑煙、無毒的效果，其阻燃環(huán)保條件好，加工成本低，工藝操作簡(jiǎn)單。
【專利說明】超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子材料，具體地說是一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種綜合性能優(yōu)良的結(jié)晶性聚合物，由于具有高的結(jié)晶度和結(jié)晶速率及優(yōu)異的加工性能，已成為五大通用性工程塑料中的一個(gè)重要成員，并廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電氣等行業(yè)。但是由于PBT結(jié)晶的影響，導(dǎo)致對(duì)缺口敏感性大，缺口沖擊強(qiáng)度低，韌性不足，另外純PBT材料的阻燃性能差，PBT材料的上述不足阻礙了在某些領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。目前提高PBT材料的阻燃性能大多數(shù)是加入鹵素阻燃劑進(jìn)行阻燃改性，鹵系阻燃劑的阻燃效果雖然很好，但在阻燃過程中可能產(chǎn)生二嗯英、呋喃等毒性物質(zhì)，使用時(shí)將極大地危害身體健康，嚴(yán)重不符合環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種超高沖擊韌性、高拉伸強(qiáng)度、無鹵阻燃增強(qiáng)環(huán)保條件好和綜合性能優(yōu)良的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為=PBT 40%~60%、復(fù)合增韌劑15%~25%、玻璃纖維10%~20%、無鹵阻燃劑18%~22%、潤滑劑0.5%~3%、穩(wěn)定劑0.1%~1%。
[0005]所述的復(fù)合增韌劑為聚烯烴改性增韌劑與高分子彈性體接枝共聚增韌劑的復(fù)配物，其中，聚烯烴改性增`韌劑占到復(fù)合增韌劑的25wt%~75wt%，高分子彈性體接枝共聚增韌劑占到復(fù)合增韌劑的75wt%~25wt9L
[0006]所述的聚烯烴改性增韌劑為聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚苯乙烯PS通過無規(guī)、接枝或嵌段的方法與馬來酸酐(MAH)或丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的多元共聚物，包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、PS-g-MAH、PE-g-GMA、PP-g-GMA、PS-g-GMA 和 E-EA-GMA。
[0007]所述的高分子彈性體接枝共聚增韌劑為馬來酸酐(MAH)接枝高分子彈性體共聚物、端基含環(huán)氧官能團(tuán)的丙烯酸縮水甘油酯(GMA)接枝高分子彈性體共聚物或異氰酸基接枝高分了彈性體共聚物，包括 POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SBS-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA和 SBS-g-GMA。
[0008]所述的玻璃纖維為無堿玻璃纖維，其表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理。
[0009]所述的無鹵阻燃劑為有機(jī)磷阻燃劑，可選用磷酸酯阻燃劑、亞磷酸酯阻燃劑、膦酸酯阻燃劑、有機(jī)磷鹽阻燃劑、聚合物磷(膦)酸酯中的一種或幾種的混合物。
[0010]所述的潤滑劑為聚硅氧烷、硬酯酸鈣、硬酯酸鎂、硬酯酸鋅、PE蠟、EVA蠟、乙撐雙硬酯酰胺中的一種或幾種的混合物。
[0011]所述的穩(wěn)定劑為四[β- (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- 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物。[0012]上述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將聚烯烴改性增韌劑與高分子彈性體接枝共聚增韌劑按重量配比稱取后，一起加入不低于1000rpm的高速混合機(jī)中充分混合5~15分鐘，即得復(fù)合增韌劑；
(2)將制得的復(fù)合增韌劑在80°C~85°C下干燥2~4小時(shí)，待用；
(3)將PBT在120°C~130°C下干燥4~6小時(shí)，含水率控制在0.03%以下，待用；
(4)按重量配比稱取干燥處理后的PBT和復(fù)合增韌劑，經(jīng)混合均勻后，再加入按重量配比稱取的無鹵阻燃劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑，然后一起加入高速混合機(jī)中充分混合2~5分鐘；
(5)再將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將按重量配比稱取的經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在180~300rpm，溫度在200°C~260°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，采用復(fù)合增韌劑的協(xié)效作用，不僅能夠使得PBT復(fù)合材料達(dá)到超韌效果，而且不影響其他力學(xué)性能，其綜合性能好，同時(shí)玻纖增強(qiáng)改性能夠進(jìn)一步提高了 PBT復(fù)合材料的耐疲勞強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、耐磨擦等，無鹵阻燃可起到較好的安全、抑煙、無毒的效果，其阻燃環(huán)保條件好，加工成本低，工藝操作簡(jiǎn)單。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]實(shí)施例1:
一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PBT 50%、復(fù)合增韌劑20%、無堿玻璃纖維10%、磷酸酯阻燃劑18%、聚硅氧烷1.5%、四[β - (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- 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物0.5%，其中，復(fù)合增韌劑是按照75wt%的馬來酸酐接枝的聚乙烯改性增韌劑PE-g-MAH和25wt%的丙烯酸縮水甘油酯接枝高分子彈性體共聚物EPDM-g-GMA制得的復(fù)配物。
[0016]制備方法:(I)將馬來酸酐接枝的聚乙烯改性增韌劑PE-g-MAH與丙烯酸縮水甘油酯接枝高分子彈性體共聚物EPDM-g-GMA按重量配比稱取后，一起加入不低于1000rpm的高速混合機(jī)中充分混合5~15分鐘，即得復(fù)合增韌劑；(2)將制得的復(fù)合增韌劑在80°C~85°C下干燥2~4小時(shí)，待用；(3)將PBT在120°C~130°C下干燥4~6小時(shí)，含水率控制在0.03%以下，待用；(4)按重量配比稱取干燥處理后的PBT和復(fù)合增韌劑，經(jīng)混合均勻后，再加入按重量配比稱取的磷酸酯阻燃劑、聚硅氧烷和四[β_ (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_ 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物，然后一起加入高速混合機(jī)中充分混合2~5分鐘；(5)再將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將按重量配比稱取的經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在180~300rpm，溫度在200°C~260°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料。
[0017]實(shí)施例2:
一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PBT 40%、復(fù)合增韌劑24%、無堿玻璃纖維15%、膦酸酯阻燃劑20%、硬酯酸鈣0.8%、四[β - (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- 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物0.2%，其中，復(fù)合增韌劑是按照50wt%的丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韌劑PP-g-GMA和50wt%的馬來酸酐接枝高分子彈性體共聚物POE-g-MAH制得的復(fù)配物。
[0018]制備方法:(I)將丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韌劑PP-g-GMA與馬來酸酐接枝高分子彈性體共聚物POE-g-MAH按重量配比稱取后，一起加入不低于1000rpm的高速混合機(jī)中充分混合5~15分鐘，即得復(fù)合增韌劑；(2)將制得的復(fù)合增韌劑在80°C~85°C下干燥2~4小時(shí)，待用；(3)將PBT在120°C~130°C下干燥4~6小時(shí)，含水率控制在0.03%以下，待用；(4)按重量配比稱取干燥處理后的PBT和復(fù)合增韌劑，經(jīng)混合均勻后，再加入按重量配比稱取的膦酸酯阻燃劑、硬酯酸鈣和四[β_ (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- 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物，然后一起加入高速混合機(jī)中充分混合2~5分鐘；(5)再將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將按重量配比稱取的經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在180~300rpm，溫度在200°C~260°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料。
[0019]實(shí)施例3:
一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PBT 56%、復(fù)合增韌劑15%、無堿玻璃纖維10%、亞磷酸酯阻燃劑18%、乙撐雙硬酯酰胺0.5%、四[β- (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_ 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物0.5%，其中，復(fù)合增韌劑是按照25wt%的丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韌劑PS-g-GMA和75wt%的馬來酸酐接枝高分子彈性體共聚物SBS-g-MAH制得的復(fù)配物。
[0020]制備方法:(I)將丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韌劑PS-g-GMA與馬來酸酐接枝高分子彈性體共聚物SBS-g-MAH按重量配比稱取后，一起加入不低于1000rpm的高速混合機(jī)中充分混合5~15分鐘，即得復(fù)合增韌劑；(2)將制得的復(fù)合增韌劑在80°C~85°C下干燥2~4小時(shí)，待用 ；(3)將PBT在120°C~130°C下干燥4~6小時(shí)，含水率控制在
0.03%以下，待用；(4)按重量配比稱取干燥處理后的PBT和復(fù)合增韌劑，經(jīng)混合均勻后，再加入按重量配比稱取的亞磷酸酯阻燃劑、乙撐雙硬酯酰胺和四[β - (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- 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物，然后一起加入高速混合機(jī)中充分混合2~5分鐘；(5)再將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將按重量配比稱取的經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在180~300rpm，溫度在200°C~260°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PBT 40%~60%、復(fù)合增韌劑15%~25%、玻璃纖維10%~20%、無鹵阻燃劑18%~22%、潤滑劑0.5%~3%、穩(wěn)定劑0.1%~1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的復(fù)合增韌劑為聚烯烴改性增韌劑與高分子彈性體接枝共聚增韌劑的復(fù)配物，其中，聚烯烴改性增韌劑占到復(fù)合增韌劑的25wt%~75wt%，高分子彈性體接枝共聚增韌劑占到復(fù)合增韌劑的 75wt% ~25wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚烯烴改性增韌劑為聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚苯乙烯PS通過無規(guī)、接枝或嵌段的方法與馬來酸酐(MAH)或丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的多元共聚物，包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、PS-g-MAH、PE-g-GMA、PP-g-GMA、PS-g-GMA 和 E-EA-GMA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的高分子彈性體接枝共聚增韌劑為馬來酸酐(MAH)接枝高分子彈性體共聚物、端基含環(huán)氧官能團(tuán)的丙烯酸縮水甘油酯(GMA)接枝高分子彈性體共聚物或異氰酸基接枝高分了彈性體共聚物，包括 POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SBS-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA 和 SBS-g-GMA。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為無堿玻璃纖維，其表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的無鹵阻燃劑為有機(jī)磷阻燃劑，可選用磷酸酯阻燃劑、亞磷酸酯阻燃劑、膦酸酯阻燃劑、有機(jī)磷鹽阻燃劑、聚合物磷(膦)酸酯中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的潤滑劑為聚硅氧烷、硬酯酸鈣、硬酯酸鎂、硬酯酸鋅、PE蠟、EVA蠟、乙撐雙硬酯酰胺中的一種或幾種的混合物。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為四[β_ (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_ 二叔丁基苯基)酯的復(fù)合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將聚烯烴改性增韌劑與高分子彈性體接枝共聚增韌劑按重量配比稱取后，一起加入不低于1000rpm的高速混合機(jī)中充分混合5~15分鐘，即得復(fù)合增韌劑； (2)將制得的復(fù)合增韌劑在80°C~85°C下干燥2~4小時(shí)，待用； (3)將PBT在120°C~130°C下干燥4~6小時(shí)，含水率控制在0.03%以下，待用； (4 )按重量配比稱取干燥處理后的PBT和復(fù)合增韌劑，經(jīng)混合均勻后，再加入按重量配比稱取的無鹵阻燃劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑，然后一起加入高速混合機(jī)中充分混合2~5分鐘； (5)再將上述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將按重量配比稱取的經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在180~300rpm，溫度在200°C~260°C，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得超韌性環(huán)保阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK103525039SQ201210224606
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:青島欣展塑膠有限公司