CN102295826A

CN102295826A - 一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料

Info

Publication number: CN102295826A
Application number: CN 201010206953
Authority: CN
Inventors: 邱有德; 邱加祥
Original assignee: Suzhou Suchen Chemical & Plastics Co ltd
Current assignee: Suzhou Suchen Chemical & Plastics Co ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明公开了一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料，该配混料基本由以下组分组成：(A)特性粘度为0.6～1.0的PET树脂100质量份；(B)成核剂滑石1～6质量份；(C)结晶促进剂2～10质量份；(D)阻燃剂5～25质量份；(E)增强剂20～80质量份；(F)润滑剂和抗氧剂等加工助剂1～2质量份；该配混料具有结晶速度快，熔体流动性适宜，可在100℃以下模温注塑成型加工，各项物理机械性能优良的特点。

Description

一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料

技术领域

本发明涉及一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料，更详细地说，是一种结晶速度快、熔体流动性适宜、可在100℃以下模温注塑成型加工，其制品尺寸稳定、各项物理机械性能优良、热变形温度高的玻纤增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种物理机械性能优良的结晶聚合物，在纤维、薄膜、片材和包装容器等方面有广泛的应用。但由于PET大分子链节中对苯二甲酸基团刚性大，其它基团内旋效应薄弱，使它结晶速度缓慢。当PET经增强和阻燃改性后，在注塑过程中要求使用高模温、长周期，才能得到尺寸稳定、不翘曲变形的制品，所以在颇大程度上限制了它在电子电气等行业的大量应用。

用示差扫描量热法(DSC)对PET的结晶行为研究表明，它有两个结晶峰：一个是升温过程在133℃左右的所谓冷结晶峰(TC1)和另一个在熔融后冷却到大约200℃时的所谓热结晶峰(TMC)。多年来，大量的研究和发明主要集中在添加各种成核剂(包括无机、有机和聚合物等)，促使PET热结晶峰温提高到220℃附近，缩短了结晶周期，但成核剂对冷结晶的贡献不够大。周知，熔体注射入模腔后，制品表面层的结晶受模温影响，当模温比冷结晶峰TC1低得多时，PET制品表面的结晶很难接近制品芯层的结晶水平。如将这样的制品长期使用或受热之后，就容易产生再结晶现象，出现尺寸变化和翘曲。因此，使PET配混料的冷结晶峰温TC1降到100℃左右或更低些，便成为增强(阻燃)PET配混料适应现有注射成型机(热)水冷却系统的技术核心问题。

近年，有发明(CN101153111A)添加一定量的聚乙二醇、聚丙二醇之类齐聚物来增塑PET，使其分子链活动性增加，容易在较低的温度下结晶，起到结晶促进剂的作用。但这类齐聚物分子链的两端有反应活性很高的伯羟基存在，在改性加工的高温下，极易使PET产生醇解和链交换反应，致使PET聚合物分子量急剧下降，熔体变稀，聚合物的机械性能、尤其是冲击韧性大幅度跌落，常常使加工制品落到无法应用的地步。国内的增强阻燃PET配混料很难满足日益增长和要求越来越高的电子、电气市场的需要。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种结晶速度快、熔体流动性适宜、可在100℃以下模温注塑成型加工，其制品尺寸稳定、各项物理机械性能优良、热变形温度高的玻纤增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料，由含PET树脂100份、成核剂1～6份、结晶促进剂2～10份、阻燃剂5～25份、增强剂20～80份、润滑剂和抗氧剂等加工助剂1～2份，经熔融配混组成。

优选的，所述PET树脂特性粘度[η]在0.6～1.0之间，所含对苯二甲酸乙二醇酯链节单元在90％以上。

优选的，所述成核剂为滑石，平均粒径在5微米以下。

优选的，所述结晶促进剂为双封端的聚烷氧基二醇，所述双封端基团包括烷基或苯基醚、烷基或苯基酯、缩水甘油醚；所述双封端基团的取代度应在90％以上；所述双封端聚烷氧基二醇化合物的分子量在300～1500；所述以醚、酯、缩水甘油醚双封端的聚烷氧基二醇在配料中单独存在或混合存在。

优选的，所述阻燃剂为溴代芳族化合物或溴代聚合物或与助阻燃剂氧化锑或赤磷及其以聚合物为载体的母粒。

优选的，所述增强剂包括玻璃纤维、玻璃纤维加无机填料、无机物晶须；所述增强剂表面均经硅烷偶联剂处理。

优选的，所述配混料还包括有润滑剂、抗氧剂、UV稳定剂、着色剂。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料，结晶速度快、熔体流动性适宜、可在100℃以下模温注塑成型加工，其制品尺寸稳定、各项物理机械性能优良、热变形温度高。

具体实施方式

以下结合具体实施例来详细说明本发明。在实施例中的份，都以质量为基准。实施例中的性能与特性评价按如下方法进行。

实施例1～4

将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂([η]＝0.67、Tm＝265℃)100份、成核剂滑石4份、阻燃剂十溴二苯乙烷14份、三氧化锑表面均经硅烷偶联剂处理5份、结晶促进剂按表1所示的种类和份数，以及润滑剂与抗氧剂1.5份，先预混5min均匀后，投入双螺杆挤出机(Φ58，L/D＝40)料斗，定量加入螺杆中。同时引入长无碱玻纤55份，在250℃～280℃下熔融配混，挤出造粒，得到30％玻纤增强阻燃PET配混料粒料。再将上述粒料在120℃干燥6小时，用125g注塑机于260℃～280℃，模温80℃下注塑试样，测试各种性能。用经上述条件干燥过的粒料测试熔体流动速率。结晶温度用未经干燥的粒料直接测定，结果如表1。

表1

实施例	结晶促进剂名称	质量份	T_C1℃	Tmc℃	MFRg/10min	拉伸强度MPa	无缺口冲击强度KJ/m²	热变形温度℃	燃烧性UL-94
										1	PEG(1000)二甲醚^*1	4	104	202	31	124	38	218	V-0
2	PEG(1000)二甲醚	6	98	196	42	118	43	214	V-0
										3	PEG(1000)双月桂酸酯^*2	4	103	200	37	122	35	216	V-0
4	PEG(600)双缩水甘油醚^*3	4	103	201	28	122	40	218	V-0

*1 PEG(1000)二甲醚：平均分子量为1000的聚乙二醇二甲醚(下同)。

*2 PEG(1000)双月桂酸酯：平均分子量为1000的聚乙二醇双月桂酸酯(下同)。

*3 PEG(600)双缩水甘油醚：平均分子量为600的聚乙二醇双缩水甘油醚(下同)。

实施例5～7

将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂([η]＝0.80、Tm＝250℃)100份、成核剂滑石4份、阻燃剂聚溴化苯乙烯19份，三氧化锑表面均经硅烷偶联剂处理7份，结晶促进剂按表2所示的种类和份数，以及润滑剂和抗氧剂等1.5份，先预混5min均匀后，投入双螺杆挤出机(Φ62，L/D＝40)料斗，定量加入螺杆中。同时将短切玻纤59份用侧向加料器送入挤出机熔料中。在250℃～280℃下熔融配混，挤出造粒，得到30％玻纤增强阻燃PET配混料粒料。按实施例1～4的注塑条件制样测试，其结果示于表2。

表2

实施例	结晶促进剂名称	质量份	T_C1℃	Tmc℃	MFRg/10min	拉伸强度MPa	无缺口冲击强度KJ/m²	热变形温度℃	燃烧性UL-94
										5	PEG(1000)二甲醚PEG(600)双月桂酸酯	32	102	200	32	126	40	216	V-0
6	PEG(600)双月桂酸酯PEG(400)双缩水甘油醚	32	101	198	34	124	38	216	V-0
										7	PEG(400)双缩水甘油醚PEG(1000)二甲醚	32	99	197	26	127	42	217	V-0

实施例8～10

将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂([η]＝0.92、Tm＝250℃)100份、成核剂滑石6份、阻燃剂十溴二苯醚13份，三氧化锑(表面经处理)5份，结晶促进剂按表3所示的种类和份数，以及润滑剂和抗氧剂等1.5份，先预混5min均匀后，投入双螺杆挤出机(Φ58，L/D＝40)料斗，定量加入螺杆中。同时引入长无碱玻纤55份。在260℃～285℃下熔融配混，挤出造粒，得到30％玻纤增强阻燃PET配混料粒料。按实施例1～4的注塑条件制样测试，其结果示于表3。

表3

实施例	结晶促进剂名称	质量份	T_C1℃	Tmc℃	MFRg/10min	拉伸强度MPa	无缺口冲击强度KJ/m²	热变形温度℃	燃烧性UL-94
										8	PEG(1000)二甲醚	5	105	199	27	132	45	218	V-0
9	PEG(600)双月桂酸酯	5	104	198	30	130	41	217	V-0
										10	PEG(400)双缩水甘油醚	5	104	198	24	131	46	218	V-0

现有技术实施例1～2

将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂([η]＝0.80、Tm＝250℃)100份、成核剂滑石4份、阻燃剂十溴二苯醚13份，三氧化锑(表面经处理)5份，结晶促进剂聚乙二醇与聚丙二醇按表4所示份数，以及润滑剂和抗氧剂等1.5份，先预混5min均匀后，投入双螺杆挤出机(Φ58，L/D＝40)料斗，定量加入螺杆中。同时引入长无碱玻纤55份。在250℃～280℃下熔融配混，挤出造粒。按实施例1～4的注塑条件制样测试，结果示于表4。

表4

比较例	结晶促进剂名称	质量份	T_C1℃	Tmc℃	MFRg/10min	拉伸强度MPa	无缺口冲击强度KJ/m²	热变形温度℃	燃烧性UL-94
										1	PEG(1000)	5	107	196	＞80	104	19	206	V-1
2	PPG(1000)	5	110	196	＞80	107	21	205	V-1

将表1至表3中的实施例1～10与表4中的现有技术实施例1～2进行比较，可以看出，①本发明采用双封端的聚烷氧基二醇(如聚乙二醇)的醚、酯和缩水甘油醚化合物作结晶促进剂后，有效地将增强阻燃PET配混料冷结晶过程加快，使冷结晶峰温TC1降到100℃左右水平，符合现有注塑机水模温冷却的基本要求，不需要配置成本高昂的油模温控制装置；②采用本发明的双封端结晶促进剂不降解PET树脂，使增强阻燃PET配混料的熔体流动速率在20～40g/10min之间，具有流动性充分，但又不过大、变稀的特点。这就保证了本发明的配混料物理机械性能均衡优异，且易于注塑成型加工；③本发明的成核剂和结晶促进剂成功地协同配合把配混料的热结晶峰温Tmc与冷结晶峰温TC1之差ΔT扩展到94～98℃的水平，使配混料的注塑周期大大缩短，有利成型加工的快速进行，在保证制品质量的前提下，大幅度提高生产效率；④本发明对阻燃剂要求不苛刻，适当合理添加，很容易达到UL-94、V-0级水平，且综合性能很好。可以说，本发明的增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)配混料是一种各项性能优良的工程塑料，在电子、电气和汽车等领域中有广阔的应用前景。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种增强阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯配混料，由含PET树脂100份、成核剂1～6份、结晶促进剂2～10份、阻燃剂5～25份、增强剂20～80份、润滑剂和抗氧剂等加工助剂1～2份，经熔融配混组成。

2.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：所述PET树脂特性粘度[η]在0.6～1.0之间，所含对苯二甲酸乙二醇酯链节单元在90％以上。

3.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：所述成核剂为滑石，平均粒径在5微米以下。

4.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：所述结晶促进剂为双封端的聚烷氧基二醇，所述双封端基团包括烷基或苯基醚、烷基或苯基酯、缩水甘油醚；所述双封端基团的取代度应在90％以上；所述双封端聚烷氧基二醇化合物的分子量在300～1500；所述以醚、酯、缩水甘油醚双封端的聚烷氧基二醇在配料中单独存在或混合存在。

5.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：所述阻燃剂为溴代芳族化合物或溴代聚合物或与助阻燃剂氧化锑或赤磷及其以聚合物为载体的母粒。

6.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：所述增强剂包括玻璃纤维、玻璃纤维加无机填料、无机物晶须；所述增强剂表面均经硅烷偶联剂处理。

7.如权利要求1所述的配混料，其特征在于：还包括有润滑剂、抗氧剂、UV稳定剂、着色剂。