CN102070886A - 一种具有高cti值、高阻燃性的pbt/pc合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料及其制备方法，该合金材料包含以下重量百分数的原料：50-70%的聚对苯二甲酸丁二醇酯，20-30%的聚碳酸酯，3-10%的相容剂，5-20%的复合阻燃剂，0.1-0.5%的抗氧剂，0.1-0.5%的润滑剂，所述的复合阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三氧化二锑复配；或十溴二苯乙烷、三氧化二锑和无机阻燃剂TYT999复配。本发明通过加入复合阻燃剂制得的PBT/PC合金材料具有高CTI值、高阻燃性、高效相容性、冲击韧性好、加工性能优异、材料成本低等特点，在电子电气、汽车、家电等领域具有极为广阔的应用。

Description

一种具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料及其制备方法 

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种高CTI（相对漏电痕迹指数，以下均简称CTI）值、高阻燃性的PBT/PC合金材料及其制备方法。该合金材料在电子电气、汽车、家电等领域具有极为广阔的应用。 

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene Terephthalate，简称PBT），是一种结晶速度快的工程塑料，易于实现高速成型。其具有非常突出的耐化学试剂性、耐热性和优良的机械强度、电绝缘特性和热稳定性。但其成型收缩率大，缺口冲击强度低、高温下刚性不足等缺点。

聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC），为非结晶聚合物，具有优异的抗冲击性、尺寸稳定性和热稳定性、以及高光泽度，优良的力学强度、电绝缘性和阻燃特性。但是，其分子刚性及空间位阻较大，其熔融温度高，成型加工困难，且制品残余应力大，易发生应力开裂，耐溶剂性不好，价格成本高等缺点限制了PC在实际中的应用。

将PC与PBT共混制备的塑料合金，可以取长补短，使得PBT/PC合金具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品等优良性能。

同时具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料不仅具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品等优点，而且具有高CTI值、高阻燃性等综合性能，从而可以更加广泛的应用于电子电器、汽车、通讯器材、低压电器等。但现有技术中，在对PBT/PC合金材料的研发中，很难同时满足高阻燃性及高CTI值，通常是提高了阻燃性，则CTI值达不到要求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高CTI值、高阻燃性、高效相容性、冲击韧性好、加工性能优异、材料成本低等特点PBT/PC合金材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，该合金材料包含以下重量百分数的原料：

聚对苯二甲酸丁二醇酯           50-70%，

聚碳酸酯                       20-30%，

相容剂                         3-10%，

复合阻燃剂                     5-20%，

抗氧剂                         0.1-0.5%，

润滑剂                         0.1-0.5%。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体流动速率为10~20g/10min，其特性黏度为0.8~1.5dl/g。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的聚碳酸酯的熔体流动速率为5~15g/10min，其特性黏度为0.9~1.3dl/g。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的复合阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三氧化二锑复配；或十溴二苯乙烷、三氧化二锑和无机阻燃剂TYT999复配；进一步地，所述的三氧化二锑为超细微粉。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的抗氧剂选择抗氧剂1098与抗氧剂168复配。

上述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其中，所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF润滑剂。 

本发明还提供了一种具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料的制备方法，其包含如下具体步骤：

步骤1，按重量百分数计称取原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯50-70%、聚碳酸酯20-30%、相容剂 3-10%、复合阻燃剂 5-20%、抗氧剂 0.1-0.5%、润滑剂 0.1-0.5%；

步骤2，将已称量出的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯在120℃下烘10小时；

步骤3，将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；

步骤4，将混合的原料放入螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃，得到具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料。

本发明在保证基本不降低PBT/PC合金材料物理机械性能的优势下，添加高效阻燃剂达到阻燃目的。本发明的方法制备得到的PBT/PC合金材料，不仅垂直燃烧可以完全达到UL94V-0级（1.6mm），CTI值可高达600V；而且，与非阻燃增强的PBT/PC合金相比线性膨胀系数可以降低35%以下，热变形温度增加50℃，并且材料的耐热性和抗翘曲性均有明显提高。

本发明提供的PBT/PC合金材料具有高CTI值、高阻燃性、高效相容性、冲击韧性好、加工性能优异、材料成本低等特点，在电子电气、汽车、家电等领域具有极为广阔的应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所记载的范围。

实施例1~4

实施例1～4配比（重量百分数%）见表1。

首先，将已称量出的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯在120℃下烘10小时；将所有组分按表1的比例放入高效混合机中混合8分钟，然后通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235~255℃，螺杆转数在200转/分。所制备的PBT/PC共混物按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按国际标准进行测试，PBT/PC合金各项性能见表2。

对比例1~2

各原料配比（重量百分数%）见表1，按照实施例1~4中的工艺加工并制备测试样条用以检测。

表1：实施例1～4、对比例1~2的原料重量百分数配比

组分	对比例1	对比例2	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
							PBT	68.2	68.2	60	60	60	60
PC	22.8	22.8	20	20	20	20
							相容剂8920	8.2	8.2	8.2	8.2	8.2	8.2
阻燃剂（十溴二苯乙烷）	0	0	6	6	6	6
							三氧化二锑	0	0	5	3	5	3
TYT999	0	0	0	2	0	2
							抗氧剂1098	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
抗氧剂168	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
							润滑剂TAF	0	0.3	0	0	0.3	0.3
润滑剂MB-4	0.3	0	0.3	0.3	0	0

表2：实施例和对比例中共混合金性能测试结果

性能	单位	标准	对比例1	对比例2	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
									拉伸强度	MPa	GB/T1040-2006	48.6	49.1	46.8	46.5	47.8	46.8
弯曲强度	MPa	GB/T9341-2000	67.5	66.9	71.4	72.6	71.7	71.9
									弯曲模量	MPa	GB/T9341-2000	1902	1899	2434	2498	2396	2432
缺口冲击强度	kJ/m2	GB/T1843-1996	53.3	52.6	51.4	52.8	53.1	51.9
									热变形温度	℃	GB/T1634-2004	117.6	119.6	162.1	164.3	163.8	165.4
熔融指数	g/10min	GB/T3682-2000	16.4	17.5	15.7	16.2	15.3	16.5
									燃烧性能	1.6mm	UL94	HB	HB	V-0	V-0	V-0	V-0
CTI值	V	GB/4207	300	300	600	600	600	600

由上述测试结果可知，采用本发明的技术方案得到的PBT/PC合金材料，在保证基本不降低PBT/PC合金材料物理机械性能的优势下，不仅垂直燃烧可以完全达到UL94V-0级（1.6mm），CTI值可高达600V；而且，与非阻燃增强的PBT/PC合金相比线性膨胀系数可以降低35%以下，热变形温度增加50℃，并且材料的耐热性和抗翘曲性均有明显提高。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，该合金材料包含以下重量百分数的原料：

聚对苯二甲酸丁二醇酯           50-70%，

聚碳酸酯                       20-30%，

相容剂                         3-10%，

复合阻燃剂                     5-20%，

抗氧剂                         0.1-0.5%，

润滑剂                         0.1-0.5%。

2.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体流动速率为10~20g/10min，其特性黏度为0.8~1.5dl/g。

3.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯的熔体流动速率为5~15g/10min，其特性黏度为0.9~1.3dl/g。

4.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。

5.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的复合阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三氧化二锑复配；或十溴二苯乙烷、三氧化二锑和无机阻燃剂TYT999复配。

6.如权利要求5所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的三氧化二锑为超细微粉。

7.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。

8.如权利要求7所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂选择抗氧剂1098与抗氧剂168复配。

9.如权利要求1所述的高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF润滑剂。

10.如权利要求1所述的具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的制备方法如下：

步骤1，按重量百分数计称取原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯50-70%、聚碳酸酯20-30%、相容剂 3-10%、复合阻燃剂 5-20%、抗氧剂 0.1-0.5%、润滑剂 0.1-0.5%；

步骤2，将已称量出的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯在120℃下烘10小时；

步骤3，将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；

步骤4，将混合的原料放入螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃，得到具有高CTI值、高阻燃性的PBT/PC合金材料。