CN101993583A - 一种玻璃纤维增强无卤阻燃pbt及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT及其制备方法，包括PBT、玻璃纤维和阻燃剂，阻燃剂是重量百分比含量为12-22％的无卤阻燃剂；玻璃纤维是表面经过硅烷偶联剂处理、单丝直径为Ф11-13μm的无碱长玻璃纤维，其重量百分比含量为20-35％。本发明以PBT为基体、以无碱长玻璃纤维为增强剂采用共混技术制备，有效地提高了PBT的氧指数，达到UL94V0级阻燃指标，并且阻燃剂添加量小，符合环保要求，且对PBT的综合性能的负面影响小，可以保持优异的力学性能、电性能、加工性能及染色性能。不仅材料成本较低，且制备工艺简单，综合成本也低。可以广泛用于制作灯框架、节能灯头、电熨斗把手、连接器和风扇等电子电器类产品。

Description

一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT及其制备方法

技术领域

本发明涉及工程塑料，特别是涉及一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚丁烯对苯二甲酸酯(Polybutylece Terephthalate，简称PBT)，属于聚酯系列，由对苯二甲酸和脂肪族二元醇酯化缩聚合成的饱和聚酯，其结构特征为具有苯环、酯链和连接两者的酯基基团。具有较高的力学强度，较好的弹性、耐磨性、耐化学试剂性，优良的电性能，以及极好的加工性能，特别适合加工结构复杂和薄壁的制品。但是其耐热性能较差，成型收缩率大，易燃烧，致使应用受到限制。阻燃玻璃纤维增强PBT大多使用溴系阻燃剂和红磷、氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂，溴系阻燃增强PBT的毒性较大，存在环保和使用安全问题，许多国家已开始限制或禁止使用溴系阻燃剂。而无机阻燃剂的需用量很大，会严重破坏了产品制品的机械性能，其中红磷阻燃增强PBT还难以着色，只限于制作深色制品。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出以PBT为基体、以无碱长玻璃纤维为增强剂、采用共混技术制备的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT。

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出上述玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的制备方法。

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的技术问题采用以下技术方案予以解决：

这种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，包括基体-PBT、增强剂-玻璃纤维和阻燃剂。

这种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的特点是：

所述阻燃剂是重量百分比含量为12.0-22.0％的无卤阻燃剂；

所述玻璃纤维是表面经过硅烷偶联剂处理、单丝直径为Ф11-13μm的无碱长玻璃纤维，其重量百分比含量为20.0-35.0％。优选泰山玻璃纤维有限公司出品的代号为T635B的合股无碱无捻粗纱产品。

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的技术问题采用以下进一步的技术方案予以解决：

所述PBT的重量百分比含量为35.0-60.0％，其切片相对密度为1.30-1.34g/cm3。

还包括重量百分比含量为2.0-8.0％的接枝增韧剂。

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的硅烷偶联剂。

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的主抗氧剂。

还包括与主抗氧剂的摩尔比为1：2的辅助抗氧剂。

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的润滑剂。

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的技术问题采用以下再进一步的技术方案予以解决：

所述无卤阻燃剂为白色粉末状磷氮系阻燃剂，磷含量至少为20％。优选开封市华顺化工科技公司出品的无卤PBT专用阻燃剂HS-PNA-A。

所述接枝增韧剂是热塑性弹性体、热塑性聚酯接枝马来酸酐中的一种。优选三元乙丙橡胶接枝马来酸酐，简称为EPDM-g-MAH。

所述硅烷偶联剂是氨基官能团硅烷，优选硅烷偶联剂KH 550，化学名称是γ氨丙基三乙氧基硅烷。

所述主抗氧剂是受阻酚类抗氧剂。

所述辅助抗氧剂是亚磷酸酯类抗氧剂。

所述受阻酚类抗氧剂是四季戊四醇类抗氧剂1010，化学名称是四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。

所述亚磷酸酯类抗氧剂是三亚磷酸酯类抗氧剂168，化学名称是三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

所述受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配是按1∶2摩尔比经特种工艺调配。

所述润滑剂为硬脂酸酯类树脂，优选季戊四醇硬脂酸酯(Pentaerythritolstearate，简称为PETS)。

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法的技术问题采用以下的技术方案予以解决：

这种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法，包括以下步骤：

1)将PBT置入干燥器干燥；

2)将重量百分比含量为35.0-60.0％的PBT、重量百分比含量为2.0-8.0％的增韧剂、重量百分比含量为0.1-0.5％的硅烷偶联剂、重量百分比含量为0.1-0.5％的主抗氧剂、与主抗氧剂的摩尔比为1∶2的辅助抗氧剂和重量百分比含量为0.1-0.5％的润滑剂放入中速混合器中预混合，然后加入重量百分比含量为12.0-22.0％的无卤阻燃剂再混合；

3)将步骤2)的混合物置于双螺杆挤出机中熔融，在玻璃纤维口加入重量百分比含量为20.0-35.0％的无碱长玻璃纤维；

4)将双螺杆挤出机的挤出物传送至切粒机切粒。

5)将切粒机的切粒置入干燥器干燥后即为制品。

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法的技术问题采用以下进一步的技术方案予以解决：

所述步骤1)的干燥器温度为120℃±10℃，干燥时间为4±0.2小时。

所述步骤2)的中速混合器的转速为400-600r/min，预混合时间为2-3分钟，再混合时间为5-10分钟。

所述步骤3)的双螺杆挤出机中各区熔融温度设定为：一区210℃±2℃、二区230℃±2℃、三区230℃±2℃、四区225℃±2℃、五区220℃±2℃、六区220℃±2℃、机头225℃±2℃。

所述步骤5)的干燥器温度为120℃±10℃，干燥时间为4±0.2小时。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，以PBT为基体、以无碱长玻璃纤维为增强剂采用共混技术制备，有效地提高了PBT的氧指数，达到UL94V0级阻燃指标，并且阻燃剂添加量小，符合环保要求，且对PBT的综合性能的负面影响小，可以保持PBT的优异的力学性能、电性能、加工性能及染色性能。本发明采用的增韧剂、润滑剂和抗氧剂等助剂都是价格低廉的市售产品，不仅材料成本较低，且制备工艺简单，综合成本也低。本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT可以广泛用于制作灯框架、节能灯头、电熨斗把手、连接器和风扇等电子电器类产品。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

将各组分按重量百分比称取，其中PBT为53.7％、硅烷偶联剂KH550为0.2％、接枝增韧剂EPDM-g-MAH为2％、主抗氧剂1010为0.2％、辅助抗氧剂168为0.4％、润滑剂PETS为0.5％。在中速混合器中在室温状态下预混合2分钟，再加入重量百分比为13％的无卤阻燃剂HS-PNA-A混合5分钟，然后经双螺杆挤出机熔融挤出，同时从玻纤口加入重量百分比含量为30％的无碱长玻璃纤维，然后造粒、干燥成制品。

实施例2

基本与实施例1相同，区别是组分重量百分比含量：PBT为49.7％，无卤阻燃剂为17％。

实施例3

基本与实施例1相同，区别是组分重量百分比含量：PBT为48.7％，无卤阻燃剂为18％。

实施例4

基本与实施例1相同，区别是：组分重量百分比含量PBT为50.7％、接枝增韧剂为0％、无卤阻燃剂为18％。

实施例5

基本与实施例1相同，区别是组分重量百分比含量：PBT为46.7％、接枝增韧剂为4％、无卤阻燃剂为18％。

实施例6

基本与实施例1相同，区别是组分重量百分比含量：PBT为58.7％、无卤阻燃剂为18％、无碱长玻璃纤维为20％。

实施例7

基本与实施例1相同，区别是组分重量百分比含量：PBT为38.7％、无卤阻燃剂为18％、无碱长玻璃纤维为40％。

将上述7个实施例制品在ASTM测试标准下测试的性能参数列于下表：

对比上表的性能参数，可以看出优选采用重量百分比含量为18％的无卤阻燃剂、重量百分比含量为0.5％的PETS、重量百分比含量为2％的增韧剂，以及重量百分比含量为30％的无碱玻璃纤维，可以使玻璃纤维增强无卤阻燃PBT的综合力学性能和阻燃性达到最佳效果，其阻燃性能可以达到UL94V0的标准。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，包括PBT、玻璃纤维和阻燃剂，其特征在于：

所述阻燃剂是重量百分比含量为12.0-22.0％的无卤阻燃剂；

所述玻璃纤维是表面经过硅烷偶联剂处理、单丝直径为Ф11-13μm的无碱长玻璃纤维，其重量百分比含量为20.0-35.0％。

2.如权利要求1所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于：

所述PBT的重量百分比含量为35.0-60.0％，其切片相对密度为1.30-1.34g/cm3。

3.如权利要求1或2所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于3、

还包括重量百分比含量为2.0-8.0％的接枝增韧剂。

4.如权利要求3所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于：

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的硅烷偶联剂。

5.如权利要求4所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于：

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的主抗氧剂，以及与主抗氧剂的摩尔比为1∶2的辅助抗氧剂。

6.如权利要求5所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于：

还包括重量百分比含量为0.1-0.5％的润滑剂。

7.如权利要求6所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT，其特征在于：

所述无卤阻燃剂为磷氮系阻燃剂，磷含量至少为20％。

8.一种玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

1)将PBT置入干燥器干燥；

2)将重量百分比含量为35.0-60.0％的PBT、重量百分比含量为2.0-8.0％的增韧剂、重量百分比含量为0.1-0.5％的硅烷偶联剂、重量百分比含量为0.1-0.5％的主抗氧剂、与主抗氧剂的摩尔比为1∶2的辅助抗氧剂和重量百分比含量为0.1-0.5％的润滑剂放入中速混合器中预混合，然后加入重量百分比含量为12.0-22.0％的无卤阻燃剂再混合；

3)将步骤2)的混合物置于双螺杆挤出机中熔融，在玻璃纤维口加入重量百分比含量为20.0-35.0％的无碱长玻璃纤维；

4)将双螺杆挤出机的挤出物传送至切粒机切粒。

5)将切粒机的切粒置入干燥器干燥后即为制品。

9.如权利要求8所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法，其特征在于：

所述步骤2)的中速混合器的转速为400-600r/min，预混合时间为2-3分钟，再混合时间为5-10分钟。

10.如权利要求9所述的玻璃纤维增强无卤阻燃PBT制备方法，其特征在于：

所述步骤3)的双螺杆挤出机中各区熔融温度设定为：一区210℃±2℃、二区230℃±2℃、三区230℃±2℃、四区225℃±2℃、五区220℃±2℃、六区220℃±2℃、机头225℃±2℃。