專利名稱：無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料及其制備方法
無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域， 具體涉及一種主要基于支鏈烷基次膦酸鹽復(fù)合含氮或含磷協(xié)效阻燃劑所獲得的高阻燃性聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(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(PBT)是一種乳白色半透明至不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯， 雖因具有高韌性、吸水率低、耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良的性能，且加工成型性好，在汽車、電子電氣等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但因其缺口沖擊強度低，成型收縮率大，故常采用填充增強纖維或合金化等方式來對其進(jìn)行改性提高，其中又以玻纖增強改性應(yīng)用最廣。由于PBT 易于燃燒，難于成炭，阻燃性本身就差，而增強改性引入的玻纖，使之又產(chǎn)生了“燈芯效應(yīng)”， 致使玻纖增強PBT的阻燃顯得更加困難。并且，用于電子電氣等領(lǐng)域的制品在使用過程中就極易發(fā)熱，加之材料為玻纖增強PBT時就更易燃燒而引起火災(zāi)，因此對玻纖增強的PBT阻燃就顯得尤為重要。
通常情況下，阻燃PBT采用的均是添加鹵系阻燃劑、紅磷以及無機氫氧化物等阻燃劑。其中鹵系阻燃劑由于在燃燒過程中會釋放大量有毒和腐蝕性煙氣，會產(chǎn)生影響環(huán)境和人身健康問題，如妨礙救火和人員疏散甚至危及生命，同時造成“二次污染”和破壞臭氧層，大多已被相應(yīng)法律法規(guī)如RoHS指令禁止使用；紅磷則會在加工或者燃燒過程中釋放劇毒磷化氫氣體和存在顏色問題，導(dǎo)致其難以應(yīng)用于PBT的阻燃，盡管近年來研究出的微膠囊包覆紅磷，在一定程度上改善了其顏色所帶來的問題，但其應(yīng)用仍有局限；而無機氫氧化物則又存在阻燃效率低，要達(dá)到一定的阻燃效果需添加大量的阻燃劑，不僅要增加成本，還會大幅度惡化材料的力學(xué)性能。
隨著阻燃領(lǐng)域科技工作者的不斷努力，德國克萊恩公司率先開發(fā)出了無鹵磷系阻燃劑烷基次膦酸鹽阻燃劑，如CN1660857A中公開的二烷基次膦酸鹽阻燃劑。雖然這類阻燃劑，包括CN101525479A、CN102264816A等所公開的主要阻燃劑在PBT中均具有良好的阻燃效果，但其所使用的二烷基次膦酸鹽主要為二乙基次膦酸鹽、甲基乙基次膦酸鹽等取代基為I至2個碳的烷基取代基的次膦酸鹽，而該類阻燃劑則如CN1660857A所公開的合成方法中描述的那樣，因需要涉及耐高壓反應(yīng)釜等復(fù)雜的裝置和工藝，使得成本較高，加之該阻燃劑是由德國克萊恩公司獨家專賣，市場上售價高昂，應(yīng)用難以推廣，這也導(dǎo)致了目前市場上尤其是中國市場上PBT的阻燃仍采用鹵系阻燃劑為主的現(xiàn)狀。而且當(dāng)單獨使用烷基次膦酸鹽阻燃劑阻燃玻纖增強PBT其添加量需要在20%以上方可使3. 2mm制品過垂直燃燒UL-94 V-O級，需與其他阻燃劑復(fù)配才能提高阻燃效率，但欲使O. 8mm制品達(dá)到UL-94 V-O級仍存在較大的挑戰(zhàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，首先提供一種通過兩種復(fù)配阻燃劑阻燃后所得的成本低、阻燃效率高的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明提供的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料按質(zhì)量百分比計是由以下組份共混而成
聚對苯二甲酸丁二醇酯 45-65%
有機次膦酸鹽阻燃劑5-15%
協(xié)效阻燃劑5-17%
無堿玻璃纖維 20-30%,
其氧指數(shù)為27. (Γ34. 5%，3. 2mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V_0，1. 6mm厚試樣 UL-94垂直燃燒等級為V-0，0. 8mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V_fV_0。
上述復(fù)合材料中所含有機次膦酸鹽阻燃劑為以下結(jié)構(gòu)中的任一種
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料按質(zhì)量百分比計是由以下組份共混而成聚對苯二甲酸丁二醇酯45-65%有機次膦酸鹽阻燃劑5-15%協(xié)效阻燃劑5-17%無堿玻璃纖維20-30%，其氧指數(shù)為27. (Γ34. 5%, 3. 2mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V-0，1. 6mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V-0，0. 8mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V_fV_0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含有機次膦酸鹽阻燃劑為以下結(jié)構(gòu)中的任一種
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含有機次膦酸鹽阻燃劑為以下結(jié)構(gòu)中的任一種
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含協(xié)效阻燃劑為無機次磷酸鹽或者三聚氰胺衍生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含無機次磷酸鹽為10-17%，三聚氰胺衍生物為5-7%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含有機次膦酸鹽阻燃劑與無機次磷酸鹽的質(zhì)量比為1: 1-1 2，有機次膦酸鹽阻燃劑與三聚氰胺衍生物的質(zhì)量比為2:1-3:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料，該復(fù)合材料中所含有機次膦酸鹽阻燃劑與無機次磷酸鹽的質(zhì)量比為1: 1-1 2，有機次膦酸鹽阻燃劑與三聚氰胺衍生物的質(zhì)量比為2:1-3:1。
8.—種權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料的制備方法，該方法是先將聚對苯二甲酸丁二醇酯、有機次膦酸鹽阻燃劑、協(xié)效阻燃劑和無堿玻璃纖維于真空烘箱中100°C下干燥8h，然后將干燥后按質(zhì)量百分比計的聚對苯二甲酸丁二醇酯45-65%、有機次膦酸鹽阻燃劑5-15%、協(xié)效阻燃劑5-17%和無堿玻璃纖維20-30%充分混勻，式中，R1為C4-C6的支鏈烷基；R2為H、芳基、羥甲基或C4-C6的支鏈烷基，M為Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、T1、Zn、Fe、Zr、Ce、B1、Sr 或 Mn 離子中的任一種，m=l_4。再置于雙螺桿擠出機中，于螺桿區(qū)間溫度220-250°C熔融擠出造粒，干燥即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料的制備方法，該方法所用的有機次膦酸鹽阻燃劑為以下結(jié)構(gòu)中的任一種
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料的制備方法，該方法所用的協(xié)效阻燃劑為無機次磷酸鹽或者三聚氰胺衍生物。
全文摘要
本發(fā)明公開的無鹵阻燃聚對苯二甲酸丁二醇酯/玻纖復(fù)合材料按質(zhì)量百分比計是由以下組份共混而成聚對苯二甲酸丁二醇酯45-65%，有機次膦酸鹽阻燃劑5-15%，協(xié)效阻燃劑5-17%，無堿玻璃纖維20-30%，其氧指數(shù)為27.0~34.5%，3.2mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V-0，1.6mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V-0，0.8mm厚試樣UL-94垂直燃燒等級為V-1~V-0。本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明采用了有機次膦酸鹽與無機次磷酸鹽或三聚氰胺衍生物協(xié)效阻燃劑復(fù)配阻燃，阻燃劑添加量低，阻燃效率高，所采用的有機次膦酸鹽較之二乙基次膦酸鹽等價格低，且制備工藝簡單，便于推廣使用。
文檔編號C08K3/32GK103044868SQ20131000683
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者汪秀麗, 林公澎, 陳力, 王玉忠, 趙斌 申請人:四川大學(xué)