CN102617995A - 纳米膨润土复合增强阻燃pbt工程塑料 - Google Patents

纳米膨润土复合增强阻燃pbt工程塑料 Download PDF

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Abstract

一种纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料，其特征在于：原料配方(重量)为：主料-聚对苯二甲酸丁二醇酯55～70份；辅料：(1)、环保复合阻燃剂-溴化环氧(BEB25000)10-14份、锑白(Sb2O3)4-6份；(2)、抗氧剂-1010/168，0.2/0.2份；(3)、润滑剂-改性乙撑双硬脂酸酰胺0.4～0.6份；(4)、增强剂-无碱玻璃纤维5-10份、纳米膨润土10-20份。本发明以聚对苯二甲酸丁二醇酯为主料，采用复配阻燃技术、纳米复合-熔融插层技术经双螺杆挤出机塑化造粒而成。通过体系各组分的协同作用和独特的加工工艺，使产品具有优异的综合性能，阻燃性能达到UL94V-0标准要求。

Description

纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料
技术领域
本发明涉及改性高分子新材料领域，具体涉及一种纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料。而这种改性技术是目前国内最先进的，它使改性高分子材料技术，从微米级提升到纳米级，使塑料改性技术实现了质的飞跃。与常规的改性方法相比显著地提高了高分子材料的性能，降低了材料成本，扩大了其应用领域。用层状膨润土作为分散相，利用熔融插层的特殊方法，制备出高性能、低成本聚酯/层状膨润土纳米复合材料。这种材料可广泛应用在汽车、电子电气、家用电器等领域，特别是对环保要求较高的行业。
背景技术
聚合物插层层状硅酸盐(PLS)是指用层状硅酸盐作为分散相，利用插层聚合、熔融插层等特殊方法制备的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，层状硅酸盐主要来源于粘土矿物，故又称聚合物/粘土纳米复合材料。由于纳米级分散相(层状硅酸盐片层)具有极大的比表面积和与基体间更好的界面结合，故聚合物/粘土纳米复合材料比常规复合材料力学性能明显提高，还具有某些特殊性能。本课题旨在利用国内优势粘土矿产资源和充足的高分子原料，选择合适的层状硅酸盐原料(膨润土)和聚合物原料PBT(聚对苯二甲酸丁二醇脂)，用合理的加工制备技术方法，制备出性能良好的PBT/膨润土纳米复合材料，以此大幅度提高本地优势资源加工应用的附加值，也使PBT塑料制品性能得到明显提高和改善。
自从20世纪80年代末期Okada等人报道了Pa6/层状硅酸盐纳米复合材料以来，迄今之一领域已得到长足的发展，成为目前聚合物材料的一个新热点。这一领域的科学研究比较集中的研究单位有丰田研究中心、美国康耐尔大学、以及中国科学院哈学研究所等国内外的研究单位。
聚合物熔融插层是制备PLS纳米复合料的有效方法之一，这种方法与原位聚合的方法相比，还具有工艺简单，成本低廉的优点。美国Cornel大学的Vaia和Giannelis等对聚合物融体插层进行了热力学分析，认为该过程是焓驱动的，因而必须加强聚合物与粘土间的相互作用以补偿中个体系的熵值得减少。在此理论指导下，他们制备了一系列PLS纳米复合料。
与此同时，Pinnnaavaia等也发表文章，仔细分析了聚合物与粘土片层间的界面相互作用。随后Kato、刘黎敏等人分别报道了溶质插层制备PA6/层状硅酸盐纳米复合材料。他们的实验结果均表明，利用熔体插层的PLS纳米复合材料的性能与原位聚合插层法制的得PLS纳
聚对本二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶性线性饱和聚酯树脂，近年来随着光纤通讯事业的迅速发展，PBT的需求量迅速增长，市场潜力巨大。但PBT树脂必须进行增强改性以提高它的使用性能。采用层状硅酸盐插层法制备成纳米复合材料，使用性能会得到大大提高。
插层法一般有两种方式：插层聚合和熔体插层。相对来说工艺较后者简单、方法灵活、环境友好。
本技术(产品)目标是将无机物的刚性，尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性以及耐腐蚀性等特点充分地结合起来，无机相和有机相之间形成纳米结构特征，从而制备出PBT/膨润土纳米复合材料，使其力学性能、热学性能明显提高，抗冲击性能和断裂伸长率方面也显著提高，降低成本。
本项目(产品)具有如下特点：
1、新型环保阻燃体系的应用，确保产品达到国际环保标准要求，阻燃性能达到UL94 V-0级。
2、产品具有良好的加工性能，流动性远好于普通改性聚酯工程塑料，可用来制备大型、薄壁、复杂部件。
3、产品力学性能优异，冲击强度高，更有优异的阻隔性能、可作多种电子电气、家用电器件以及汽车的结构件。
4、产品制件可长期在高温条件下使用无阻燃剂析出。
5、产品光泽度高，表面好，易于配成各种颜色。
6、产品价格与国外同类产品相比低35％以上，具有很强的市场竞争力。
7、产品主要技术指标优于普通增强阻燃PBT产品
产品主要技术指标与国外同类产品和国内普通增强阻燃PBT产品的比较：
附图说明
附图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式主料：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料
原料总配方为：
主料：聚对苯二甲酸丁二醇酯    55-70重量份数；
辅料：
(1)、环保复合阻燃剂
溴化环氧(BEB25000)            10-14重量份数；
锑白(Sb2O3)                   4-6重量份数；
(2)、抗氧剂
抗氧剂1010                    0.2重量份数；
抗氧剂168                     0.2重量份数；
(3)、润滑剂
改性乙撑双硬脂酸酰胺         0.4-0.6重量份数；
(4)、增强剂
无碱玻璃纤维                 5-10重量份数。
纳米膨润土                   10-20重量份数。
实施例原料配方主要是把主料PBT和增强剂玻璃纤维含量、纳米膨润土含量做适当调整，而复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照以上总配方不变，可制造出不同品级和不同性能的产品，以满足不同客户、不同产品的要求。以下用3个例子加以说明，具体见下表：
Figure BSA00000681795600051
从上表可以看出，本发明产品中PBT与玻纤/纳米膨润土的最佳重量份数比例为57∶25，而PBT在52-67重量份数范围和玻纤/纳米膨润土在15-30重量份数范围中变化，产品性能指标仍能达到进口产品标准，远优于普通产品。
参见图1所示，制备方法如下：
(1)、准备助剂
复合型阻燃剂：将溴化环氧(BEB25000)和梯白(Sb2O3)按所述配方比例进行混合得到环保复合型阻燃剂；
(2)、主辅料混合
将干燥的聚对苯二甲酸丁二醇酯与复合型阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、纳米膨润土进行混合搅拌，使各组分充分分散均匀；
(3)、熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出同时，引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度在225-240℃范围；
(4)、造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却→风干→切粒→过筛→过磁→包装得成品。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据以实施，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之内。

Claims (3)

1.一种纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料，其特征在于：原料配方为：
主料：聚对苯二甲酸丁二醇酯       55～70重量份数；
辅料：
(1)、环保复合阻燃剂
溴化环氧(BEB25000)               10-14重量份数；
锑白(Sb2O3)                      4-6重量份数；
(2)、抗氧剂
抗氧剂1010                       0.2重量份数；
抗氧剂168                        0.2重量份数；
(3)、润滑剂
改性乙撑双硬脂酸酰胺             0.4～0.6重量份数；
(4)、增强剂
无碱玻璃纤维                     5-10重量份数。
纳米膨润土                       10-20重量份数。
2.根据权利要求1所述的纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料，其特征在于：制备方法如下：
(1)、准备助剂
复合型阻燃剂：将溴化环氧(BEB25000)和锑白(Sb2O3)按所述配方比例进行混合得到环保复合型阻燃剂；
(2)、主辅料混合
将干燥的聚对苯二甲酸丁二醇酯与复合型阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、纳米膨润土进行混合搅拌，使各组分充分分散均匀；
(3)、熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出同时，引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度在225～240℃范围；
(4)、造粒及后处理
对挤出的物料造粒及后处理得成品。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
A、上述方案中，所述溴化环氧的商品名为BEB25000；锑白的商品名为三氧化二锑；改性乙撑双硬脂酸酰胺的商品名为TAF；抗氧剂1010和抗氧剂168为商品名和商品牌号。所述纳米膨润土为20-70钠米层状硅酸盐膨润土。2、
B、上述方案中，所述第(2)步主辅料混合中，采用搅拌器在1000转/分钟以上的高速条件下混合搅拌，效果更好。
C、上述方案中，所述后处理包括冷却、风干、切粒、过筛、过磁、包装等流程。
3.根据权利要求1所述的纳米膨润土复合增强阻燃PBT工程塑料，其特征在于：所述纳米膨润土为20-70钠米层状硅酸盐膨润土。
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CN105377983A (zh) * 2013-06-13 2016-03-02 胜技高分子株式会社 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物和注射成型品
CN113881197A (zh) * 2021-10-12 2022-01-04 佛山市鑫塑新材料科技有限公司 Pbt阻燃复合材料及其制备方法

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CN101759965A (zh) * 2008-12-26 2010-06-30 上海杰事杰新材料股份有限公司 具有高结晶温度的pbt/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法

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