CN101469106A - 一种阻燃增强型pbt组合物 - Google Patents

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一种阻燃增强型PBT组合物，由PBT基础树脂、玻纤、主阻燃剂、辅助阻燃剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类以及扩链剂组成；所用的主阻燃剂为溴化环氧树脂和十溴二苯乙烷，润滑剂是OP蜡，所用的水解稳定体系为环氧树脂类扩链剂和受阻酚类抗氧剂；各组成物的掺入量分别是：PBT基础树脂550～610重量份、玻纤200或300重量份、主阻燃剂80或120重量份、辅助阻燃剂30重量份、增韧剂30重量份、润滑剂5重量份、受阻酚类抗氧剂2～3重量份、亚磷酸酯类抗氧剂3重量份、扩链剂1～3重量份。组合物不仅具有刚性高、耐热性和尺寸稳定性好的特点，并具很好的耐水解性和好的外观，是塑壳断路器和电器接插件的适用材料。

Description

一种阻燃增强型PBT组合物
技术领域
本发明涉及一种阻燃增强型PBT组合物，属于高分子合金领域。
背景技术
玻璃纤维增强PBT材料不仅具有机械强度高、耐疲劳性和尺寸稳定性好、蠕变小、耐老化性能优异等优良的物理机械性能，而且其电气性能也极为优异，如其体积电阻率和介电强度高、耐电弧性能优良、在潮湿高温环境下性能稳定，所以是制造电子电气零件的理想材料。一般的电子、电气零件都具有不同程度的阻燃要求。因此，在电子电器领域使用阻燃增强PBT是必要的。目前在阻燃增强PBT中大量使用含溴有机物和三氧化二锑做阻燃剂。
PBT材料由于分子中含有羧基，在湿热的环境中会发生水解反应，大分子链断裂，分子量下降，产品的机械性能也随之下降，严重时材料性能损失殆尽，完全不能使用。为解决这些问题，德国莱茵化学发明了一种叫staboxal的水解稳定剂，能捕捉水和酸，从而不对材料的稳定有负面影响。但是这种稳定剂的主要成分为碳化二亚胺，偏碱性，如果使用在阻燃增强PBT体系里面，会与酸性的溴系阻燃剂发生酸碱中和反应，产生不良影响，所以不是很合适。
清华的郭宝华等研究了扩链剂对PBT水解性能的影响。他的研究表明，在PBT中加入适量的扩链剂可以大大减少PBT的端羧基含量，提高PBT的耐水解性。
抗氧剂245是Ciba公司的专利的专利产品，广泛用于ABS和聚酯中，近年来的研究发现245对提高聚酯类产品的水解稳定性有一定作用。
但目前阻燃增强PBT的专用水解稳定的研究目前还比较少，也未见相关的专利报道。因此有必要开发一种耐水解的稳定体系，适用于阻燃增强PBT，从而得到一种高性能的耐水解阻燃增强PBT材料。
发明内容
本发明目的是提供一种工艺简单、耐水解的性能优良的阻燃增强PBT材料的制备方法。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现：
这种阻燃增强型PBT组合物，由PBT基础树脂、玻纤、主阻燃剂、辅助阻燃剂三氧化二锑、增韧剂、润滑剂、抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类以及扩链剂组成，其特征在于：各组成物的掺入量分别是：PBT基础树脂550～610重量份、玻纤200或300重量份、主阻燃剂80或120重量份、辅助阻燃剂30重量份、增韧剂30重量份、润滑剂5重量份、受阻酚类抗氧剂2～3重量份、亚磷酸酯类抗氧剂3重量份、扩链剂1～3重量份；所用的主阻燃剂为分子量10000以上的溴化环氧树脂和十溴二苯乙烷，所用的润滑剂是OP蜡，所用的水解稳定体系为环氧树脂类扩链剂和受阻酚类抗氧剂。
所用主阻燃剂为溴化环氧树脂3100、2100H或2400。
所用主阻燃剂为雅宝公司的十溴二苯乙烷8010或大湖公司的FM2100。
所用的润滑剂为OP蜡。
所用的受阻酚类抗氧剂是1076、245或1010。
所用的扩链剂是环氧树脂类。
上述配方中，所用的PBT为相对密度1.31～1.35，熔点220～230度，熔体粘度0.6～0.9的树脂。优选粘度0.6的树脂。
所用的玻璃纤维为直径6—12微米，经过硅烷偶联剂处理的玻纤，优选直径10微米的玻纤。
所用主阻燃剂优选十溴二苯乙烷和分子量15000的溴化环氧树脂。
所用的三氧化二锑为粒径0.3～0.6微米的超细氧化锑。
所用的增韧剂为含有环氧基团的乙烯共聚物。
所用的润滑剂为脂肪酸、硬脂酸盐类或OP蜡、脂肪酸或硬脂酸盐。
所用的抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类等抗氧剂，可为一种或两种，受阻酚类为1010，1076，245等，亚磷酸酯类为168，626等。优选245，1010和168。
所用的扩链剂为二醇类和环氧树脂类中的一种。优选环氧树脂类。
本发明所述的阻燃增强PBT组合物可选择双螺杆挤出机，一般加工温度范围可控制在230—240℃之间。
根据以上技术方案提出的阻燃增强PBT组合物，由于不仅具有刚性高、耐热性和尺寸稳定性好的特点、并且具备良好的加工性以及阻燃性，而且具有良好的耐水解性，所以可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料。
具体实施方式
下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
上述配方中，所用的PBT为相对密度1.31～1.35，熔点220～230度，熔体粘度0.6～0.9的树脂；优选粘度0.6的树脂。
所用的玻璃纤维为直径6—12微米，经过硅烷偶联剂处理的玻纤。优选直径10微米的玻纤。
所用主阻燃剂为十溴二苯乙烷、分子量10000以上的溴化环氧树脂、十溴二苯醚中的一种。优选十溴二苯乙烷和分子量15000的溴化环氧树脂。
所用的三氧化二锑为粒径0.3～0.6微米的超细氧化锑。
所用的增韧剂为含有环氧基团的乙烯共聚物。
所用的润滑剂为脂肪酸、硬脂酸盐类或OP蜡。优选OP蜡。
所用的抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类等抗氧剂，可为一种或两种，受阻酚类为1010，1076，245等，亚磷酸酯类为168，626等。优选245，1010和168。
所用的扩链剂为二醇类和环氧树脂类中的一种。优选环氧树脂类。
PBT树脂和各种添加剂经高混机高速混匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出，玻纤由侧向玻纤加料口加入，再经过冷却造粒就可得该组合物，工艺温度为230—240℃。
采用下列物料：
PBT 江苏三放巷，牌号4500
玻纤 巨石集团生产，牌号ER—13
溴化环氧树脂 以色列死海溴 牌号3100，分子量15000
十溴二苯乙烷 美国雅宝 牌号8010
三氧化二锑 上海涵丰化工
增韧剂PTW 美国dupont公司
OP蜡 上海嘉卓化工
扩链剂4370 德国BASF公司环氧树脂类
抗氧剂1010 瑞士Ciba生产的Irganox1010
抗氧剂245 瑞士Ciba生产的Irganox245
抗氧剂168 瑞士Ciba生产的Irganox168
拉伸强度根据ASTM D638测试。
弯曲强度和模量按ASTM D790测试。
冲击强度和缺口冲击强度按ASTM D256测试。
热变形温度按ASTM D648测试。
根据美国UL94标准测试垂直燃烧性能。
把材料打成150*100*3.2的板测试破坏压力，显示水解后性能的下降。
实施例1～3的配方
 
原料 对照例 实施例1 实施例2 实施例3
基础树脂 PBT 550 550 550 550
玻璃纤维 GF 300 300 300 300
主阻燃剂 十溴二苯乙烷 80 80 80 80
辅助阻燃剂 三氧化二锑 30 30 30 30
增韧剂 PTW 30 30 30 30
润滑剂 OP蜡 5 5 5
 
抗氧剂 1010 2
抗氧剂 245 2 3 3
抗氧剂 168 3 3 3 3
扩链剂 4370 1 2 3
所得材料的测试结果如下：
 
对照例 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度(MPa) 120 121 123 122
弯曲强度(MPa) 160 158 162 163
弯曲模量(MPa) 7800 8000 8100 7700
冲击强度(KJ/m2) 55 50 52 50
缺口冲击强度(KJ/m2) 8 9 10 11
热变形温度1.82MPa 203 204 202 202
阻燃性UL94，1.6mm V0 V1 V0 V0
外观 稍有外露 好 好 稍有外露
破坏力 155 160 158 156
热老化7天破坏力 140 150 152 156
老化后耐湿7天破坏力 100 110 120 122
老化后耐湿7天拉伸强度 70 85 99 101
实施例4～6的配方
 
原料 对照例 实施例1 实施例2 实施例3
基础树脂 PBT 610 610 610 610
玻璃纤维 GF 200 200 200 200
主阻燃剂 溴化环氧树脂 120 120 120 120
辅助阻燃剂 三氧化二锑 30 30 30 30
增韧剂 PTW 30 30 30 30
润滑剂 OP蜡 5 5 5
 
抗氧剂 1010 2 2
抗氧剂 245 3 2
抗氧剂 168 3 3 3 3
扩链剂 4370 1 2 3
所得材料的测试结果如下：
 
对照例 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度(MPa) 100 101 102 100
弯曲强度(MPa) 130 135 132 130
弯曲模量(MPa) 5400 5600 5800 5700
冲击强度(KJ/m2) 55 50 52 50
缺口冲击强度(KJ/m2) 12 11 12 10
热变形温度1.82MPa 230 225 228 232
阻燃性UL94，1.6mm V0 V1 V0 V0
外观 稍有外露 好 好 稍有外露
破坏力 130 135 132 130
热老化7天破坏力 120 122 125 120
老化后耐湿7天破坏力 100 110 120 122
老化后耐湿7天拉伸强度 50 75 80 77
由上可知245和扩联剂配合使用可以大大提高阻燃增强PBT的耐水解性能，不过扩联剂加过量的活会导致加工困难，因此扩联剂加1～2份比较合适。

Claims (6)

1、一种阻燃增强型PBT组合物，由PBT基础树脂、玻纤、主阻燃剂、辅助阻燃剂三氧化二锑、增韧剂、润滑剂、抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类以及扩链剂组成，其特征在于：各组成物的掺入量分别是：PBT基础树脂550～610重量份、玻纤200或300重量份、主阻燃剂80或120重量份、辅助阻燃剂30重量份、增韧剂30重量份、润滑剂5重量份、受阻酚类抗氧剂2～3重量份、亚磷酸酯类抗氧剂3重量份、扩链剂1～3重量份；所用的主阻燃剂为分子量10000以上的溴化环氧树脂和十溴二苯乙烷，所用的润滑剂是OP蜡，所用的水解稳定体系为环氧树脂类扩链剂和受阻酚类抗氧剂。
2、如权利要求1所述的一种阻燃增强型PBT组合物，其特征在于：所用主阻燃剂为溴化环氧树脂3100、2100H或2400。
3、如权利要求1所述的一种阻燃增强型PBT组合物，其特征在于：所用主阻燃剂为雅宝公司的十溴二苯乙烷8010或大湖公司的FM2100。
4、如权利要求1所述的一种阻燃增强型PBT组合物，其特征在于：所用的润滑剂为OP蜡、脂肪酸或硬脂酸盐。
5、如权利要求1所述的一种阻燃增强型PBT组合物，其特征在于：所用的受阻酚类抗氧剂是1076、245或1010。
6、如权利要求1所述的一种阻燃增强型PBT组合物，其特征在于：所用的扩链剂是环氧树脂类。
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