CN101215409A - 一种pbt/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PBT/ABS合金材料及其制备方法，PBT 10－45％、ABS10－45％、相容剂1－10％、填充增强剂10－40％、复合阻燃剂20－30％、润滑剂0.1－0.6％、抗氧剂0.1－1.2％。本发明通过选择合适的阻燃剂与增强剂，将PBT体系和ABS体系熔合在一起，所制得的材料具有阻燃的特性，且环保无毒；保证了合金材料在具有阻燃功能的同时，其各项物理力学性能优异；该阻燃合金材料的制备工艺简单，且具有尺寸稳定、高强度、外观好、高流动性、耐药品性等特点。

Description

一种PBT/ABS合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PBT/ABS合金材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是由美国Celanese公司在20世纪70年代开发并工业化生产的一类较新的热塑料工程塑料，具有结晶速度快，电气性能优异且随温湿度变化小；耐候性好，适于户外使用，且耐药品性优异；突出的电性能，是电子、电气工业的理想材料，广泛应用于电子、电气，汽车、家用电器、电动工具，运动器械等领域，也是最近十年中增长速度最快的工程塑料之一。但是其结晶收缩率大，尺寸稳定性差。虽经增强后可改善收缩率，但容易发生翘曲，同时使无缺口冲击强度下降，对缺口冲击非常敏感，从而限制了它的广泛应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有阻燃性的PBT/ABS合金材料，相应的，本发明还提供一种PBT/ABS合金材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种PBT/ABS合金材料，其组成按重量配比为(％)：

PBT           10-45％；

ABS           10-45％；

相容剂        1-20％；

填充增强剂    1040％；

复合阻燃剂    20-30％；

润滑剂        0.1-0.6％；

抗氧剂    0.1-1.2％。

其中，所述PBT的相对粘度为0.6-1.5P·S。。

其中，所述ABS为聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元物或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物；其橡胶总含量为15-70％。

其中，相容剂为ABS-g-MAH、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、AS-g-GMA、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯、乙烯-丙烯酯正丁酯-缩水甘油酯中的一种或几种的组合物。

其中，增强剂为玻璃纤维、碳纤维、云母粉、高岭土、滑石粉、硅灰石、玻璃微球、晶须中的一种或几种的混合物。

其中，所述复合阻燃剂为含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成。

其中，所述含溴阻燃剂为多溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化聚碳酸酯中的一种或几种的混合物。

其中，所述润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、PP蜡、ABS蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种组合物。

其中，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。

一种PBT/ABS合金材料的制备方法，包括步骤：

a：按重量配比称取PBT和ABS，混合均匀；

b：按重量配比称取相容剂和复合阻燃剂，混合均匀；

c：按重量配比称取润滑剂和抗氧剂，混合均匀，将上述混合好的物质一起加入到混合器中继续混合直至均匀；

d：将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区215-240℃、二区215-240℃、三区215-240℃、四区215-240℃、五区215-240℃、六区215-240℃、七区215-240℃、八区215-240℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1：本发明通过选择合适的阻燃剂，将PBT体系和ABS体系熔合在一起，所制得的材料具有阻燃的特性，且环保无毒；

2：保证了合金材料在具有阻燃功能的同时，通过增强剂强化其力学性能，使其各项物理力学性能优异；

3：该阻燃合金材料的制备工艺简单，且具有尺寸稳定、高强度、外观好、高流动性、耐药品性等特点。

具体实施方式

本发明主要利用ABS对PBT材料进行合金化改性，通过改变其基体树脂的内部分子链排布，从而改善其结晶收缩，尺寸不稳定的，对缺口敏感的缺点。

本发明的技术方案是提供一种阻燃尼龙和ABS合金材料，它由一混合物组成，其重量配比组成为：

PBT10-45％、ABS10-45％、相容剂1-10％、增强剂10-40％复合阻燃剂20-30％、润滑剂0.1-0.6％、抗氧剂0.1-1.2％；

其中，PBT的相对粘度为0.6-1.5P·S；ABS为聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元物或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物，其橡胶总含量为15-70％；相容剂可以为聚合物接枝物，如ABS-g-MAH、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、AS-g-GMA、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯、乙烯-丙烯酯正丁酯-缩水甘油酯中的一种或几种的组合物；增强剂为玻璃纤维、碳纤维、云母粉、高岭土、滑石粉、硅灰石、玻璃微球、晶须中的一种或几种的混合物；阻燃剂为含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成；其中含溴阻燃剂可以为多溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化聚碳酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、PP蜡、ABS蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种组合物；抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配1010/168(1∶1)。

在本发明中，按重量配比称取PBT和ABS，混合均匀；按重量配比称取相容剂和复合阻燃剂，混合均匀；按重量配比称取润滑剂和抗氧剂，混合均匀；将上述混合好的物质一起加入到混合器中继续混合直至均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区215-240℃、二区215-240℃、三区215-240℃、四区215-240℃、五区215-240℃、六区215-240℃、七区215-240℃、八区215-240℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

其中，PBT具有结晶速度快，电气性能优异且随温湿度变化小；耐候性好，适于户外使用，且耐药品性优异；突出的电性能。

ABS结合了苯乙烯具有的光泽性和成型性、丙烯腈具有刚性和耐药品性以及优异的机械性能、丁二烯具有的耐冲击性，与PBT共混可以改善PBT的尺寸稳定性、冲击强度、以及加工性能。

由于PBT和ABS属热力学不相容材料AS-g-GMA接枝物的加入可极大地提高两者的相容性，提高材料的冲击强度和断裂伸长率，但由于AS-g-GMA接枝物自身的脆性，添加过量的AS-g-GMA接枝物反而会降低材料的冲击性，因此相容剂比较适宜的添加量为1-20％，更好的添加量为3-15％。

本发明增强阻燃的PBT/ABS复合物中的增强剂是玻璃纤维与玻璃微球复配而成。增强剂玻璃纤维的加入对材料的力学性能的有飞跃性的提高，玻璃微球的加入对产品制件翘曲会有一定的帮助，但对其冲击强度会有一定的影响，不需过量添加，较为适宜的添加量为5-40％，更好的添加量为10-35％。

本发明增强阻燃的PBT/ABS复合物中复合阻燃剂由含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成，阻燃剂的添加对整个材料体系的冲击性能会有一定的影响，但由于含溴阻燃剂和三氧化二锑两者具有良好的协同效应，阻燃效率高，不需过量添加，较为适宜的添加量为5-30％，更好的添加量为13-25％。

为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：

实施例1：

将重量比PBT 41％、ABS 12％、相容剂4.4％、增强剂20％复合阻燃剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、1680.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

实施例2

将重量比PBT 26.5％、ABS 26.5％、相容剂 6.4％、增强剂18％复合阻燃剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、168 0.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

实施例3

将重量比PBT 12.0％、ABS 41％、相容剂 3.5％、增强剂19％复合阻燃剂(聚溴化苯乙烯15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.2％、1010 0.15％、1680.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

实施例4：

将重量比PBT 31％、ABS 12％、相容剂 4.4％、增强剂30％复合阻燃剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、1680.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。

性能测试：

拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；

弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；

缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm。

实施例1～5配方及材料性能见表1：

表1

项目	测试方法	单位	指标
							实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
			拉伸强度	GB/T 1040	MPa	100					90	75	120
断裂伸长率	GB/T 1040	％					10	10	15	8

弯曲强度	GB 9341/T	MPa	130	120	110	140
							弯曲模量	GB 9341/T	MPa	6500	5500	5000	6500
缺口冲击强度	GB/T 1043	KJ/M2	8	9	12	8
							阻燃性能	UL-94	1.6mm	V0	V0	V0	V0

从实施例1看，阻燃剂的加入增加材料的阻燃功能，对材料的物理力学性能的影响甚微。

从实施例2～4看，阻燃剂的加入对材料的物理力学性能影响甚微。综合阻燃效果和成本的考虑，阻燃剂的最佳添加量为13-25％。

从实施例2～4看，增强剂的加入对材料物理力学性影响很大，增强剂的份量加大其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量都有蝗显提高。

以上对本发明所提供的一种PBT/ABS合金材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种PBT/ABS合金材料，其特征在于，其组成按重量配比为(％)：

聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT  10-45％；

ABS                      10-45％；

相容剂                   1-10％；

填充增强剂               10-40％；

复合阻燃剂               20-30％；

润滑剂                   0.1-0.6％；

抗氧剂                   0.1-1.2％。

2.如权利要求1所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：所述PBT的相对粘度为0.6-1.5P·S。

3.如权利要求2所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于，所述ABS为聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物；其橡胶总含量为15-70％。

4.权利要求1或2所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：相容剂为ABS-g-MAH、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、AS-g-GMA、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯、乙烯-丙烯酯正丁酯-缩水甘油酯中的一种或几种的组合物。

5.权利要求1所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：增强剂为玻璃纤维、碳纤维、云母粉、高岭土、滑石粉、硅灰石、玻璃微球、晶须中的一种或几种的组合物。

6.如权利要求1或2所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：所述复合阻燃剂为含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成。

7.如权利要求6所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：所述含溴阻燃剂为多溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化聚碳酸酯中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：所述润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、PP蜡、ABS蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种组合物。

9.如权利要求1所述的PBT/ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。

10.一种如权利要求1所述的PBT/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

a：按重量配比称取PBT和ABS，混合均匀；

b：按重量配比称取相容剂和复合阻燃剂，混合均匀；

c：按重量配比称取润滑剂和抗氧剂，混合均匀，将上述混合好的物质一起加入到混合器中继续混合直至均匀；

d：将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区215-240℃、二区215-240℃、三区215-240℃、四区215-240℃、五区215-240℃、六区215-240℃、七区215-240℃、八区215-240℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。