專利名稱：復(fù)合增強(qiáng)pbt材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合增強(qiáng)材料，具體是涉及一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料及其制備方 法，可廣泛應(yīng)用于電子電器、線圈骨架、電器接插件、汽車零部件等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，簡(jiǎn)稱PBT，是由對(duì)苯二甲酸和丁二醇通過(guò)縮聚反應(yīng)聚合而 成的，其熔點(diǎn)為225°C 235°C，為乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯，具有高耐熱 性、韌性、耐疲勞性，自潤(rùn)滑、低摩擦系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子電器、線圈骨架、電器接插 件、汽車零部件等領(lǐng)域，但是還存在缺口沖擊強(qiáng)度低，成型收縮率大，易燃燒，成型周期長(zhǎng)等 缺陷，限制了它的使用范圍，為此國(guó)內(nèi)外對(duì)PBT進(jìn)行了廣泛的改性研究，主要是增韌、增強(qiáng)、 阻燃和共混改性，但是，目前用來(lái)制備阻燃PBT的阻燃劑主要是磷系、鹵系等阻燃劑，這些 阻燃劑不僅會(huì)顯著降低材料的物理機(jī)械性能和加工流動(dòng)性，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，因此，迫 切需要一種不僅具有優(yōu)異的阻燃性能，還具備良好的環(huán)保特性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性高、 光澤度高等優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料及其制備方法，該材 料不僅具有優(yōu)異的阻燃性能，還具備良好的環(huán)保特性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高 等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，按重量百分含量由以下組分組成
PBT樹(shù)脂40% 65% 復(fù)合改性劑6% 9% 硅氧烷阻燃劑1% 3% 磺酸鹽類阻燃劑1% 3% 商長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料20% 45% 抗氣化劑0. 4% 1 b% 加工助劑0. 4% 0. 6% 偶聯(lián)劑1% 4%
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PBT樹(shù)脂為中粘PBT樹(shù)脂，其相對(duì)黏度為O. 8 1. 2。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述復(fù)合改性劑由乙烯-丙烯酸酯-馬來(lái)酸酐與乙烯-醋酸乙烯酯復(fù)合而成。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料為高長(zhǎng)徑比硅灰石和高長(zhǎng)徑比晶須中的至少一種，其粒徑彡15 μ m，長(zhǎng)徑比彡10 :1。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168中的至少一種。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅和聚乙烯蠟中的至少一種。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑由鈦酸四異丙酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物、硬脂酸或焦磷酸二異辛酯和疊氮硅烷偶聯(lián)劑四種有機(jī)物合成。
一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料的制備方法，包括如下步驟
a、按重量份稱取各原料，將各組分按配比加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合2 3 分鐘，轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分 900轉(zhuǎn)/分；
b、將步驟a中得到的混合物經(jīng)精密計(jì)量的喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒；雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比大于為32 :1，螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分 450轉(zhuǎn)/分，從雙螺桿擠出機(jī)喂料口到機(jī)頭分為十區(qū)， 一區(qū)溫度為220°C 240°C，二區(qū)溫度為230°C 245°C，三區(qū)溫度為235°C 245°C，四區(qū)溫度為235°C 250°C，五區(qū)溫度為220°C 240°C，六區(qū)溫度為220°C 240°C，七區(qū)溫度為210°C 230°C，八區(qū)溫度為200°C 220°C，九區(qū)溫度為200°C 220°C，十區(qū)溫度為 220 °C 240 °C。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明利用無(wú)鹵無(wú)磷阻燃劑(硅氧烷阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑)替代磷系、鹵系等阻燃劑， 采用高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料(硅灰石和晶須)對(duì)PBT進(jìn)行復(fù)合改性，由于硅灰石是一種工業(yè)礦物，具有完整的短纖維針狀結(jié)構(gòu)，在塑料的填充改性中可以與石棉、云母等相媲美，優(yōu)于滑石粉、高嶺土，添加硅灰石改性可使材料具有各向異性小、表面光澤好、成本低等優(yōu)點(diǎn)；且由于晶須本身結(jié)構(gòu)纖細(xì)，且具有強(qiáng)度高、模量高等優(yōu)異的力學(xué)性能，加入樹(shù)脂之中能夠均勻分散，起到骨架作用，提高聚合物的力學(xué)強(qiáng)度，通過(guò)上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明獲得了一種復(fù)合增強(qiáng)PBT 材料，不 僅具有優(yōu)異的環(huán)保阻燃性能，還具備良好的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，符合制造電子電器、線圈骨架、電器接插件、汽車零部件等產(chǎn)品，綜上所述，利用無(wú)鹵無(wú)磷阻燃劑對(duì)PBT樹(shù)脂進(jìn)行阻燃改性，并通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料以增強(qiáng)PBT樹(shù)脂的力學(xué)性能和外觀，可使PBT樹(shù)脂具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的做進(jìn)一步詳細(xì)、清楚、完整地說(shuō)明，所列實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步的說(shuō)明，并不因此而限制本發(fā)明。
實(shí)施例中選用的
PBT樹(shù)脂由德國(guó)巴斯夫公司提供，牌號(hào)為B4500 ；復(fù)合改性劑由法國(guó)ATO公司提供，牌號(hào)為T(mén)L161 ;硅氧烷阻燃劑可以為B-338、1125AC、X-40-9805和DC-558中的至少一種； 以下實(shí)施例中硅氧烷阻燃劑選用X-40-9805和DC-558，磺酸鹽類阻燃劑選用FR-2025 ;硅灰石由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所生產(chǎn)，牌號(hào)為W13# ;鈦酸鉀晶須由沈陽(yáng)金建公司生產(chǎn)；抗氧化劑是上海汽巴(CIBA)精化公司生產(chǎn)的抗氧化劑1010和抗氧化劑168 ;加工助劑是國(guó)產(chǎn)N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS);偶聯(lián)劑是美國(guó)Witco公司牌號(hào)為 CJ-328H的產(chǎn)品；實(shí)施例中選用的雙螺桿擠出機(jī)是由瑞亞公司生產(chǎn)的40A (長(zhǎng)徑比為40 I)。
實(shí)施例1
將40重量份PBT樹(shù)脂、6重量份復(fù)合改性劑、I重量份硅氧烷阻燃劑、3重量份磺酸鹽類阻燃劑、45重量份高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料、O. 4重量份抗氧化劑、O. 6重量份加工助劑及4重量份偶聯(lián)劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的工藝條件為一區(qū)溫度220°C 240°C，二區(qū)溫度230°C 245°C，三區(qū)溫度235°C 245°C，四區(qū)溫度235°C 250°C，五區(qū)溫度220°C 240°C，六區(qū)溫度220°C 240°C，七區(qū)溫度210°C 230°C，八區(qū)溫度200°C 220°C，九區(qū)溫度200°C 220°C，十區(qū)(機(jī)頭)溫度 220°C 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分-450轉(zhuǎn)/分之間；然后冷卻、烘干即可。
實(shí)施例2
將50重量份PBT樹(shù)脂、7重量份復(fù)合改性劑、I重量份硅氧烷阻燃劑、3重量份磺酸鹽類阻燃劑、35重量份高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料、1. 5重量份抗氧化劑、O. 5重量份加工助劑及2重量份偶聯(lián)劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的工藝條件為一區(qū)溫度220°C 240°C，二區(qū)溫度230°C 245°C，三區(qū)溫度235°C 245°C，四區(qū)溫度235°C 250°C，五區(qū)溫度220°C 240°C，六區(qū)溫度220°C 240°C，七區(qū)溫度210°C 230°C，八區(qū)溫度200°C 220°C，九區(qū)溫度200°C 220°C，十區(qū) (機(jī)頭)溫度220°C 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分-450轉(zhuǎn)/分之間；然后冷卻、烘干即可。
實(shí)施例3
將55重量份PBT樹(shù)脂、8重量份復(fù)合改性劑、2重量份硅氧烷阻燃劑、2重量份磺酸鹽類阻燃劑、30重量份高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料、O. 5重量份抗氧化 劑、O. 5重量份加工助劑及2重量份偶聯(lián)劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的工藝條件為一區(qū)溫度220°C 240°C，二區(qū)溫度230°C 245°C，三區(qū)溫度235°C 245°C，四區(qū)溫度235°C 250°C，五區(qū)溫度220°C 240°C，六區(qū)溫度220°C 240°C，七區(qū)溫度210°C 230°C，八區(qū)溫度200°C 220°C，九區(qū)溫度200°C 220°C，十區(qū)(機(jī)頭)溫度 220°C 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分-450轉(zhuǎn)/分之間；然后冷卻、烘干即可。
實(shí)施例4
將60重量份PBT樹(shù)脂、8重量份復(fù)合改性劑、3重量份硅氧烷阻燃劑、I重量份磺酸鹽類阻燃劑、25重量份高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料、1. 6重量份抗氧化劑、O. 4重量份加工助劑及I重量份偶聯(lián)劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的工藝條件為一區(qū)溫度220°C 240°C，二區(qū)溫度230°C 245°C，三區(qū)溫度235°C 245°C，四區(qū)溫度235°C 250°C，五區(qū)溫度220°C 240°C，六區(qū)溫度220°C 240°C，七區(qū)溫度210°C 230°C，八區(qū)溫度200°C 220°C，九區(qū)溫度200°C 220°C，十區(qū)(機(jī)頭)溫度220°C 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分-450轉(zhuǎn)/分之間；然后冷卻、烘干即可。
實(shí)施例5
將65重量份PBT樹(shù)脂、9重量份復(fù)合改性劑、3重量份硅氧烷阻燃劑、I重量份磺酸鹽類阻燃劑、20重量份高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料、O. 6重量份抗氧化劑、O. 4重量份加工助劑及I重量份偶聯(lián)劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的工藝條件為一區(qū)溫度220°C 240°C，二區(qū)溫度230°C 245°C，三區(qū)溫度235°C 245°C，四區(qū)溫度235°C 250°C，五區(qū)溫度220°C 240°C，六區(qū)溫度220°C 240°C，七區(qū)溫度210°C 230°C，八區(qū)溫度200°C 220°C，九區(qū)溫度200°C 220°C，十區(qū)(機(jī)頭)溫度 220°C 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分-450轉(zhuǎn)/分之間；然后冷卻、烘干即可。
將上述各實(shí)施例所制試樣進(jìn)行以下性能測(cè)試
流動(dòng)性能按IS01133 測(cè)試(250°C、2. 16kg)；
拉伸性能按IS0527-2進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸為150mmX IOmmX4臟，拉伸速度為 50mm/min ；
彎曲性能按IS0178進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸為80mmX IOmmX 4mm,彎曲速度為2mm/ min,跨距為64mm ；
懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ISO 180進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸為80mmX IOmmX4mm。
阻燃性按UL 94進(jìn)行測(cè)試(垂直O(jiān). 8mm)。
材料的綜合性能通過(guò)測(cè)試得到的熔融指數(shù)、簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和阻燃性能的數(shù)值及外觀狀況進(jìn)行評(píng)判。
實(shí)施例1 5 所制得的試樣性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I所示
表I實(shí)施例1 5所制得的試樣性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于按重量百分含量由以下組分組成
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述PBT樹(shù)脂為中粘PBT 樹(shù)脂，其相對(duì)黏度為O. 8 1. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述復(fù)合改性劑由乙烯-丙烯酸酯-馬來(lái)酸酐與乙烯-醋酸乙烯酯復(fù)合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料為高長(zhǎng)徑比硅灰石和高長(zhǎng)徑比晶須中的至少一種，其粒徑< 15μπι，長(zhǎng)徑比彡10 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述抗氧化劑為抗氧化劑 1010和抗氧化劑168中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅和聚乙烯蠟中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料，其特征在于所述偶聯(lián)劑由鈦酸四異丙酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物、硬脂酸或焦磷酸二異辛酯和疊氮硅烷偶聯(lián)劑四種有機(jī)物合成。
8.—種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的復(fù)合增強(qiáng)PBT材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟a、按重量份稱取各原料，將各組分按配比加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合2 3分鐘，轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分 900轉(zhuǎn)/分；b、將步驟a中得到的混合物經(jīng)精密計(jì)量的喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒；雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比大于為32 1，螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分 450轉(zhuǎn)/分，從雙螺桿擠出機(jī)喂料口到機(jī)頭分為十區(qū)，一區(qū)溫度為220°C 240°C，二區(qū)溫度為230°C 245°C，三區(qū)溫度為235°C 245°C，四區(qū)溫度為235°C 250°C，五區(qū)溫度為220°C 240°C，六區(qū)溫度為220°C 240°C，七區(qū)溫度為210°C 230°C，八區(qū)溫度為200°C 220°C，九區(qū)溫度為200°C 220°C，十區(qū)溫度為 220 °C 240 °C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合增強(qiáng)PBT材料及其制備方法，該材料按重量百分含量由以下組分組成PBT樹(shù)脂40%～65%，復(fù)合改性劑6%～9%，硅氧烷阻燃劑1%～3%，磺酸鹽類阻燃劑1%～3%，高長(zhǎng)徑比無(wú)機(jī)填料20%～45%，抗氧化劑0.4%～1.6%，加工助劑0.4%～0.6%，偶聯(lián)劑1%～4%，本發(fā)明不僅具有優(yōu)異的阻燃性能，還具備良好的環(huán)保特性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于電子電器、線圈骨架、電器接插件、汽車零部件等產(chǎn)品中，使PBT樹(shù)脂具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08K5/5415GK103044867SQ20121057006
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者鐘魯, 劉志雄, 楊碎平 申請(qǐng)人:江蘇金發(fā)科技新材料有限公司