CN102352092A - 一种阻燃玻纤增强pet/ptt/pbt合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃玻纤增强pet/ptt/pbt合金材料及其制备方法 Download PDF

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黄晓明
范潇潇
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Abstract

本发明涉及一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料及其制备方法，采用的原料及其重量份数为：PET，10~30份；PTT，10~30份；PBT，20~40份；相容剂，3~10份；复合阻燃剂，5~20份；抗氧剂，0.1~0.5份；润滑剂，0.1~0.5份；玻璃纤维，10~30份；将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；将混合均匀的原料放入螺杆机中挤出并水冷造粒。本发明生产出的产品具有PET/PTT/PBT合金，阻燃性能优异，结晶速度快、综合物理机械性能较好、收缩率低、尺寸稳定、低翘曲、表面光泽度高，且加工性能优异等特点，在一定的场合下可替代阻燃增强PBT材料或电木使用。

Description

一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，具体地说，涉及的是一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料及其制备方法。
背景技术
PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种具有较高的熔融温度和玻璃化温度的结晶性聚合物，在一定的温度范围内保持优良的物理性能和力学性能，其耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性、电绝缘性特点极为突出，对大多数有机溶剂和酸较稳定，生产能耗较低，因而被广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域；但由于PET刚性较强使得材料韧性较差，结晶速度较慢，成型模具温度高及成型周期长等缺点，大大限制了其应用范围。
PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）是一种结晶速度快，融融温度和玻璃化温度较低的结晶性聚合物，具有特别优异的柔软性、弹性回复性，加工性能、电气性能、机械性能和尺寸的稳定性特点。PTT纤维保持了PET纤维的优良的抗皱性和耐化学性，柔软性、抗日光性、耐污性、低静电性、易染色性、低吸水率并具有一定的抗水解稳定性等特点。但其模量较低，材料较软限制了PTT使用范围。
PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）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的特点。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。
将PET、PTT与PBT共混制备的塑料合金，在理论上实现了三种聚合物相容性，在性能上可以取长补短。使得PET/PTT/PBT合金保留了三种聚合物各自的优势，同时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。因而拓宽了聚酯更加广泛的应用范围。
一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料不仅具有优良的成型加工、综合物理机械性能优良、耐高温热老化、耐化学药品等优点，而且具有优异的阻燃性能，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。目前，国外大公司在这种新材料的技术方面对我国采取技术封锁。在国内对PET/PTT/PBT合金的玻纤增强阻燃性研发还未见报到。因此研究开发综合性能优良的阻燃性优异的PET/PTT/PBT合金材料。不仅具有一定的理论价值，而且具有更高的实用价值。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料及其制备方法。
为实现上述的目的，本发明所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步，采用原料重量份数为：
PET           10~30份；
PTT           10~30份；
PBT           20~40份；
相容剂         3~10份；
复合阻燃剂     5~20份；
抗氧剂         0.1~0.5份；
润滑剂         0.1~0.5份；
玻璃纤维       10~30份；
第二步，将已称量出的PET、PTT、PBT的原料在110℃下烘10小时；
第三步，将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；
第四步，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215-235℃。
所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔体流动速率为10~20g/10min，特性黏度为0.9~1.3dl/g。
所述的聚对苯二甲酸丙二醇酯的熔体流动速率为10~20g/10min，特性黏度为0.8~1.3dl/g。
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体流动速率为10~20g/10min，特性黏度为0.8~1.5dl/g。
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。
所述的复合阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或溴代三嗪和/或溴化环氧（分子量20000~25000）和/或溴化聚苯乙烯、三氧化二锑和/或TYT999和/或纳米改性蒙脱土复配。其中，三氧化二锑为超细微粉。
所述的玻璃纤维为无碱环保长玻纤。
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，优选抗氧剂245或1010和S9228复配。
所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF。 
与现有技术相比，本发明方法制备的合金材料具有以下特点：
（1）在PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃共混体系中，不仅垂直燃烧可以完全达到UL94V-0级（1.6mm），而且合金材料相容性较好，结晶速度快，成型周期短等优势。
（2）本方法制备PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃合金，与非阻燃增强的PET/PTT/PBT合金相比线性膨胀系数降低，热变形温度明显增加，并且材料的耐热性和抗翘曲性均有明显提高。
（3）本方法制备PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃合金，与非阻燃的玻纤增强的PET/PTT/PBT合金相比，力学性能保持率较高，阻燃体系基本对力学性能无影响。
本发明具有PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃合金，阻燃性能优异，结晶速度快、综合物理机械性能较好、收缩率低、尺寸稳定、低翘曲、表面光泽度高，且加工性能优异等特点。使得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。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其采用的原料及其重量分数为：
PET           15份；
PTT           15份；
PBT           24份；
相容剂         3份；
复合阻燃剂     12份；
抗氧剂         0.5份；
润滑剂         0.5份；
玻璃纤维       30份；
具体制备方法是：将所有组分按比例放入高效混合机中混合8分钟，其原料中的复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、溴代三嗪、三氧化二锑及TYT999四种原料组成；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215~235℃，螺杆转数在200转/分得出产品。
实施例2
本实施例提供一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其采用的原料及其重量分数为：
PET           15份；
PTT           15份；
PBT           23份；
相容剂         3份；
复合阻燃剂     13份；
抗氧剂         0.5份；
润滑剂         0.5份；
玻璃纤维       30份；
具体制备方法是：将所有组分按比例放入高效混合机中混合8分钟，其原料中的复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、溴代三嗪、三氧化二锑及TYT999四种原料组成；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215~235℃，螺杆转数在200转/分得出产品。
实施例3
本实施例提供一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其采用的原料及其重量分数为：
PET           15份；
PTT           15份；
PBT           23份；
相容剂         3份；
复合阻燃剂     13份；
抗氧剂         0.5份；
润滑剂         0.5份；
玻璃纤维       30份；
具体制备方法是：将所有组分按比例放入高效混合机中混合8分钟，其原料中的复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、溴代三嗪、三氧化二锑及TYT999四种原料组成；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215~235℃，螺杆转数在200转/分得出产品。
实施例4
本实施例提供一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其采用的原料及其重量分数为：
PET           15份；
PTT           15份；
PBT           22份；
相容剂         3份；
复合阻燃剂     14份；
抗氧剂         0.5份；
润滑剂         0.5份；
玻璃纤维       30份；
具体制备方法是：将所有组分按比例放入高效混合机中混合8分钟，其原料中的复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、溴代三嗪、三氧化二锑及TYT999四种原料组成；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215~235℃，螺杆转数在200转/分得出产品
所制备的PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃合金，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，PET/PTT/PBT玻纤增强阻燃合金，各项性能见表1。
表1  实施例和对比例中共混合金性能测试结果
Figure 933636DEST_PATH_IMAGE001
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，撤了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所述全力要求书得范围之内。

Claims (14)

1.一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：
PET           10~30份；
PTT           10~30份；
PBT           20~40份；
相容剂         3~10份；
复合阻燃剂     5~20份；
抗氧剂         0.1~0.5份；
润滑剂         0.1~0.5份；
玻璃纤维       10~30份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PET的熔体流动速率为10~20g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PTT的熔体流动速率为10~20g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PBT的熔体流动速率为10~20g/10min。
5.根据权利要求2所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PET的特性黏度为0.9~1.3dl/g。
6.根据权利要求3所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PTT的特性黏度为0.8~1.3dl/g。
7.根据权利要求4所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的PBT的特性黏度为0.8~1.5dl/g。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT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。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的复合阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或溴代三嗪和/或溴化环氧（分子量20000~25000）和/或溴化聚苯乙烯、三氧化二锑和/或TYT999和/或纳米改性蒙脱土复配。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的三氧化二锑为超细微粉。
11.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱环保玻纤。
12.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT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，优选抗氧剂245或1010和S9228复配。
13.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF。
14.一种如要求1所述的一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
第一步，将如要求1所述原料已称量出的PET、PTT、PBT在110℃下烘10小时；
第二步，将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；
第三步，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215-235℃。
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