CN102558699A - 一种玻纤增强阻燃as/pbt材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻纤增强阻燃树脂，具体说是一种玻纤增强阻燃AS/PBT材料及其制备方法，属于聚合物加工领域。按重量百分比计，其组分和含量为：苯乙烯-丙烯腈共聚物25～65，聚对苯二甲酸丁二醇酯5～25，玻璃纤维10～30，溴系阻燃剂5～20，锑系阻燃剂2～15，防滴添加剂0.1～1.4，抗氧剂0.3～1，相容剂3-10。与现有技术相比，本发明的玻纤增强阻燃AS/PBT改性树脂材料既保留了玻纤增强阻燃AS/PBT树脂的强度以及韧性还具有良好的阻燃性能，可广泛应用于阻燃、耐候、耐热要求的电子电器设备等领域，具有广阔的应用前景。

Description

一种玻纤增强阻燃AS/PBT材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻纤增强阻燃树脂，具体说是一种玻纤增强阻燃AS/PBT材料及其制备方法，属于聚合物加工领域。
背景技术
苯乙烯-丙烯腈树脂(以下简称为AS)是一种通用型苯乙烯系树脂，可直接注射成塑料制品，也可作为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的原材料。而玻璃纤维增强AS因其具有良好的加工性能、尺寸稳定性和拉伸强度在家用电器领域具有良好的应用价值，如电器插座，电视机底座等电器外壳，空调中的轴流、贯流风叶等等。但通用的玻璃纤维增强AS产品在拉伸强度、弯曲强度和模量，以及缺口冲击强度、阻燃性能方面不能满足应用要求。因此，需要通过进一步的改性以提高其综合性能。
Klumperman等(W091/15543)曾以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、ABS、AS和玻纤为原料，共混制的ABS复合物。该复合物提高了维卡软化温度，但弯曲模量太低，只有5000MPa；并且由于加入了大量的ABS和SMA，制造成本上升。另外，中国专利CN1362443A和CN1352212A中，采用了甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、AS、SMA、ABS和玻纤作为原料，共混制的AS复合物。但其增加了玻纤浸渍处理步骤，特别是后一项专利，更涉及价格不菲的硅烷偶联剂和玻纤浸渍处理步骤，工艺复杂和成本进一步提供。另外，中国专利CN128995C采用SMA、AS和玻璃纤维中引入聚碳酸酯(PC)以及PC和MBS或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)的方法，可以有效提高复合材料的弯曲模量，拉伸强度，但其采用价格更高的PC，较大的增加了材料成本。以上现有技术均未提到有提高材料阻燃性能的解决方案，因此本发明的阻燃增强AS具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好机械性能和优良阻燃性能的玻璃纤维增强苯乙烯-丙烯腈共聚物及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种玻纤增强阻燃AS/PBT材料，按重量百分比计，其组分和含量为：
苯乙烯-丙烯腈共聚物           25～65
聚对苯二甲酸丁二醇酯          5～25
玻璃纤维                      10～30
溴系阻燃剂                    5～20
锑系阻燃剂                    2～15
防滴添加剂                    0.1～1.4
抗氧剂                        0.3～1
相容剂                        3-10。
所述的苯乙烯-丙烯腈树脂在200℃×5kg测试条件下熔体指数≥2.5g/10min。
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径10-20μm。
所述的溴系阻燃剂为三(三-溴苯基)氰尿酸酯。
所述的锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑及锑酸钠中的任一种。
所述的防滴添加剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯。
所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基-4，4/联苯基)双磷酸酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的任一种或两种以上的混合物。
所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
上述玻纤增强阻燃AS/PBT材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)按重量比准确称取各组分，置入高速混合机室温条件下混合均匀；
(2)将步骤(1)混合物送入长径比为36～48的双螺杆挤出机中，在挤出机第四温度区加入玻璃纤维，其中一区温度180～190℃，二区温度200～210℃，三区和四区的温度分别为210～210℃，五区～九区的温度分别为220～230℃；螺杆转速300～500转/分钟；
(3)挤出后冷却，切粒，干燥，包装制成。
与现有技术相比，本发明的玻纤增强阻燃AS/PBT改性树脂材料既保留了玻纤增强阻燃AS/PBT树脂的强度以及韧性还具有良好的阻燃性能，可广泛应用于阻燃、耐候、耐热要求的电子电器设备等领域，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明是如何实现做进一步详细、清楚、完整地说明，所列实施例仅对本发明予以进一步的说明，并不因此而限制本发明。
本发明实施例中选用的材料为：
苯乙烯-丙烯腈树脂由台化公司提供，牌号为NF2200；
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司工程塑料厂生产，牌号为L2100；
玻璃纤维采用巨石集团的ER13-2000-988A；
溴系阻燃剂为以色列死海溴公司提供的三(三-溴苯基)氰尿酸酯，牌号为FR245；
锑系阻燃剂为华昌锑业公司提供的三氧化二锑、五氧化二锑及锑酸钠，简称Sb2O3、Sb2O5和NaSbO3；
防滴添加剂为广州熵能有限公司提供的苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯，牌号为SN3300、SN3307、SN3306；
抗氧剂为美国特种化学品公司生产的牌号为抗氧剂Ultranox626和汽巴(CIBA)精化公司生产的抗氧剂168，按1∶1～1∶3的重量比复配而成的混合物；
相容剂为上海石油化工研究院生产的苯乙烯-马来酸酐共聚物，牌号为SMA218。
实施例1：在高速混合器中，以重量百分计，加入55％AS、10％PBT、10％FR245、3％Sb2O3、0.3％SN3306、0.2％抗氧剂和5％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为16.5％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
实施例2：在高速混合器中，以重量百分计，加入50％AS、10％PBT、10％FR245、6％Sb2O3、0.3％SN3306、0.5％抗氧剂和5％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为18.2％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
实施例3：在高速混合器中，以重量百分计，加入35％AS、20％PBT、11％FR245、7％Sb2O3、0.4％SN3306、0.7％抗氧剂和5％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为20.9％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
实施例4：在高速混合器中，以重量百分计，加入45％AS、15％PBT、11％FR245、9％Sb2O3、0.8％SN3306、0.2％抗氧剂和8％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为11％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
实施例5：在高速混合器中，以重量百分计，加入40％AS、13％PBT、12％FR245、5％Sb2O3、1％SN3306、0.7％抗氧剂和7％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为21.3％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
实施例6：在高速混合器中，以重量百分计，加入60％AS、5％PBT、10％FR245、4％Sb2O3、0.6％SN3306、0.4％抗氧剂和6％相容剂在室温条件下混合均匀，经精密计量喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的第四温度区加入重量百分数为18.2％的玻璃纤维。双螺杆挤出机的长径比为40∶1，第1～4区螺筒温度为190～200℃，第5～9区温度为210～230℃，机头温度为210℃，螺杆转速为350～450rpm。
表1：实施例1～6制备产品物理性能测试标准
  性能指标   测试条件   测试方法
  拉伸强度   50mm/min   ISO 527
  弯曲强度   2mm/min   ISO 178
  Izod缺口冲击强度   23℃   ISO 180
  阻燃性   垂直1.6mm   UL 94
表2：实施例1-6的配方和性能指标
Figure BDA0000041639150000061
由上述实施例可见：在保持良好物理机械性能的同时，随阻燃剂含量增加，玻纤增强AS/PBT材料的阻燃性明显提高。
上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何修改和变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：按重量百分比计，其组分和含量为：
苯乙烯-丙烯腈共聚物             25～65
聚对苯二甲酸丁二醇酯            5～25
玻璃纤维                        10～30
溴系阻燃剂                      5～20
锑系阻燃剂                      2～15
防滴添加剂                      0.1～1.4
抗氧剂                          0.3～1
相容剂                          3-10。
2.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的苯乙烯-丙烯腈树脂在200℃×5kg测试条件下熔体指数≥2.5g/10min。
3.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径10-20μm。
4.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的溴系阻燃剂为三(三-溴苯基)氰尿酸酯。
5.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑及锑酸钠中的任一种。
6.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的防滴添加剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基-4，4/联苯基)双磷酸酯和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的任一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃AS/PBT材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
9.一种制备权利要求1所述玻纤增强阻燃AS/PBT材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)按重量比准确称取各组分，置入高速混合机室温条件下混合均匀；
(2)将步骤(1)混合物送入长径比为36～48的双螺杆挤出机中，在挤出机第四温度区加入玻璃纤维，其中一区温度180～190℃，二区温度200～210℃，三区和四区的温度分别为210～210℃，五区～九区的温度分别为220～230℃；螺杆转速300～500转/分钟；
(3)挤出后冷却，切粒，干燥，包装制成。
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