CN102964785A

CN102964785A - 一种无卤阻燃增强pct/聚酯合金及其制备方法

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Publication number: CN102964785A
Application number: CN2012105121200A
Authority: CN
Inventors: 王瑞元; 陈晓东; 徐群杰; 王尹杰; 才勇
Original assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: CN102964785B

Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金，所述的PCT/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：PCT20-50%，聚酯10-30%，复配型无卤阻燃剂5-25%，玻璃纤维10-40%，增韧剂2-20%，聚酯成核剂0.3-1%，抗氧剂0.1-0.9%，润滑剂0.2-0.6%。本发明还提供这种合金的制备方法。本发明优点在于：本发明采用合适的成核剂，改善了聚酯的结晶性，优化了合金的加工性能；该PCT合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其耐老化性以及耐水解性较PC合金更好，更具应用前景。

Description

一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯（PCT）具有良好的力学性能、化学稳定性、耐热性、易加工性及低吸湿性，是一种高性能的热塑性工程塑料。但是由于其较高的加工温度及较差的阻燃性能，极大的限制了其应用范围。PCT很少单独使用，其商品化产品几乎均为与其他高分子聚合物共混或进行化学改性所得。PCT的商品，大致可分为填充型，共聚酯型和熔融共混型三种。近些年来国内外研究者对PCT共混改性做了大量研究，并已经有很多合金化产品在市场销售，但此类合金的性能依然受到PCT加工温度的影响，尺寸稳定性较差，而PCT/聚酯类合金不会受到吸湿性的影响，且同时可具有耐热耐冲击性能，成本较低。因此PCT/聚酯类合金成为新的开发热点。

目前众多的阻燃塑料制品采用的阻燃体系主要是溴系阻燃剂与三氧化二锑复配体系。随着人们环保意识的增强，许多国家采取措施强制限制阻燃塑料制品中的卤素及重金属的含量（ROHS及REACH法规），要求相关产品必须具有环境友好性，因此无卤阻燃塑料制品已经成为阻燃塑料改性的大的趋势。

同时，PCT、PET、PTT和PBT等聚酯之间结构上虽然相似，但是结晶性能差异较大。为了缩小这种差距，优化合金性能，就需要使用成核剂。现今主要使用的成核剂有无机、有机以及高分子三大类。虽然上述材料均可以提高聚酯的结晶性，改善其力学性能和加工性能，但依然存在结晶性能不理想、成本较高等诸多问题。因此现有技术依然有待改进和提高。

中国专利文献CN102453281A公开了一种PCT复合材料的制备方法，所述的复合材料按重量百分比计，包括以下组份：PP粒子：20-40；HDPE粒子：10-20；LLDPE粒子：10-20；碳酸钙：5-10；石蜡：1-5；增韧剂：5-10；增塑剂：5-10。该复合材料不仅无毒、无味、无嗅，而且具有优良的耐热性、耐磨性、延展性，同时抗应力，成型加工型好，用途广泛。

中国专利文献CN102040811A公开了一种PCT工程塑料及制备方法。该PCT工程塑料包括如下重量份数的组分：PCT树脂40-80；玄武岩纤维10-45；偶联剂0.2-0.5；成核剂0.2-1.0；增韧剂3-5；抗氧剂与润滑剂的混合物1-5。该工程塑料通过玄武岩纤维、成核剂的改性作用，使PCT的力学性能和耐热性有较大幅度的提高，通过硅烷偶联剂改善玄武岩纤维与PCT树脂之间的界面作用力，提高玄武岩纤维与PCT树脂间的相容性，通过增韧剂的改性作用，大大提高了PCT工程塑料的冲击强度，降低了材料的缺口敏感性。并且操作简单、成本低廉，生产效率高，非常适于工业化生产。但是关于一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金及其制备方法目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金。

本发明的再一的目的是，提供一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金，所述的PCT/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

PCT 20-50%，

聚酯 10-30%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

玻璃纤维 10-40%，

增韧剂 2-20%，

聚酯成核剂 0.3-1%，

抗氧剂 0.1-0.9%，

润滑剂 0.2-0.6%。

所述的PCT树脂特定粘度为0.62-0.72 dl/g。

所述的PCT为PCT Z6004、PCT Z6006或PCT Z6008。

所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成；所述的磷系阻燃剂为：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或几种；所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

所述的玻璃纤维为无碱长玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理。

所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物。

所述的成核剂为纳米级纤维状硅酸盐矿物、长链线性饱和羧酸钠盐和山梨醇类的一种或几种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010，所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、硅氧烷中的一种或几种。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料：PCT 20-50%，聚酯10-30%，复配型无卤阻燃剂5-25%，增韧剂2-20%，聚酯成核剂0.3-1%，抗氧剂0.1-0.9%，润滑剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

（2）如用固体磷系阻燃剂则其与步骤（1）中的其它原料于高混机中共混，由双螺杆挤出机第一段筒体加入；如用液体磷系阻燃剂则其由双螺杆挤出机第五段筒体通过喂料泵加入；

（3）将重量配比为10-40%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为200-500转/分，温度为230-250℃。

本发明优点在于：

1、本发明采用合适的成核剂，改善了聚酯的结晶性，优化了合金的加工性能；

2、该PCT合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其耐老化性以及耐水解性较PC合金更好，更具应用前景。

附图说明

附图1是本发明的无卤阻燃增强PCT/聚酯合金的制备工艺流程图，制备采用双螺杆挤出机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

本发明中，所述的“PCT/聚酯合金”是指“PCT和聚酯合金”，也即“/”是指前后二者为“和”的关系而不是“或”的关系。

一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金，所述的PCT/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

PCT 20-50%，

聚酯 10-30%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

玻璃纤维 10-40%，

增韧剂 2-20%，

聚酯成核剂 0.3-1%，

抗氧剂 0.1-0.9%，

润滑剂 0.2-0.6%。

制备方法包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料：PCT 20-50%，聚酯10-30%，复配型无卤阻燃剂5-25%，增韧剂2-20%，聚酯成核剂0.3-1%，抗氧剂0.1-0.9%，润滑剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入（图1）；

需要说明的是，所述的PCT树脂特定粘度为0.62-0.72 dl/g，优选的为美国伊斯曼公司生产的PCT Z6004、PCT Z6006或PCT Z6008。

所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）或聚对苯二甲酸丙二醇酯（PBT）。

所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成。

所述的磷系阻燃剂为有机磷系阻燃剂：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或几种。

所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

所述的玻璃纤维为无碱长玻纤，将玻璃纤维加入硅烷偶联剂中，使其表面经硅烷偶联剂处理。

所述的增韧剂为：乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，可选用法国阿克玛公司生产的AX8900。

所述聚酯专用成核剂为纳米级纤维状硅酸盐矿物、长链线性饱和羧酸钠盐和山梨醇类的一种或几种。优选德国科莱恩公司生产的的成核剂NaV101。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010。

所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、硅氧烷中的一种或几种。

实施例1

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6004：20%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：15.1%，间亚苯基四苯基双磷酸酯：8%，聚磷酸三聚氰胺：10%，聚酯成核剂（NaV101）：1%，AX8900：5%，抗氧剂：0.3%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述除间亚苯基四苯基双磷酸酯外的其他材料于高混机中共混5分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为40%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，间亚苯基四苯基双磷酸酯通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为230℃。

实施例2

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6006：28.4%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：16.2%，磷酸三苯酯：8%，三聚氰胺：4%，聚酯成核剂（NAV101）：0.5%，AX8900：7%，抗氧剂：0.5%，润滑剂：0.4%。

（2）将上述原料于高混机中共混5分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为35%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为240℃。

实施例3

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6004：25.1%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：25.1%，磷酸三乙酯：10%，焦磷酸三聚氰胺：10%，聚酯成核剂（NAV101）：0.4%，AX8900：8%，抗氧剂：0.8%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述原料于高混机中共混2分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为20%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为200转/分，温度为235℃。

实施例4

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6008：42%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：21%，磷酸三乙酯：7%，三聚氰胺：8%，聚酯成核剂（NAV101）：0.8%，AX8900：10%，抗氧剂：0.6%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述原料于高混机中共混3分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为10%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为300转/分，温度为240℃。

实施例5

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6006：37.2%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：12.4%，磷酸三乙酯：8%，焦磷酸三聚氰胺：5%，聚酯成核剂（NAV101）：0.9%，AX8900：15%，抗氧剂：0.9%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述原料于高混机中共混4分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为350转/分，温度为250℃。

实施例6

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6004：25%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：19.5%，间亚苯基四苯基双磷酸酯：10%，三聚氰胺：8%，聚酯成核剂（NAV101）：0.3%，AX8900：11%，抗氧剂：0.6%，润滑剂：0.6%。

（2）将除间亚苯基四苯基磷酸酯外的上述原料于高混机共混5分钟，后由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为25%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，间亚苯基双磷酸酯通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为400转/分，温度为245℃。

实施例7

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6008：36.5%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：28.2%，磷酸三苯酯：5%，聚磷酸三聚氰胺：10%，聚酯成核剂（NAV101）：0.6%，AX8900：4%，抗氧剂：0.3%，润滑剂：0.4%。

（3）将重量比为15%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，双酚A双（二苯基磷酸酯）通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。

实施例8

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6006：50%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PBT）：10%，磷酸三苯酯：3%，三聚氰胺：2%，纳米级纤维状硅酸盐矿物成核剂：0.7%，AX8900：20%，抗氧剂：0.1%，润滑剂：0.2%。

（3）将重量比为14%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

实施例9

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6006：31%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PBT）：30%，磷酸三苯酯：10%，三聚氰胺：15%，山梨醇类成核剂：1%，AX8900：2%，抗氧剂：0.5%，润滑剂：0.5%。

实施例10

对比例1：

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6004：20%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：15.1%，间亚苯基四苯基双磷酸酯：8%，聚磷酸三聚氰胺：10%，成核剂（苯甲酸钠）：1%，AX8900：5%，抗氧剂：0.3%，润滑剂：0.6%。

对比例2：

（1）按重量配比称取原料：PCT Z6006：28.4%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：16.2%，磷酸三苯酯：8%，三聚氰胺：4%，聚酯成核剂（乙烯甲基丙烯酸钠盐）：0.5%，AX8900：7%，抗氧剂：0.5%，润滑剂：0.4%。

对比例1-2和实施例1-7制备的合金的物理性能见下表1。

表1实施例1-7和对比例1-2制备的合金的物理性能

本发明采用合适的成核剂，改善了聚酯的结晶性，优化了合金的加工性能；该PCT合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其耐老化性以及耐水解性较PC合金更好，更具应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的PCT/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

PCT 20-50%，

聚酯 10-30%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

玻璃纤维 10-40%，

增韧剂 2-20%，

聚酯成核剂 0.3-1%，

抗氧剂 0.1-0.9%，

润滑剂 0.2-0.6%。

2.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的PCT树脂特定粘度为0.62-0.72 dl/g。

3.根据权利要求2所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的PCT为PCT Z6004、PCT Z6006或PCT Z6008。

4.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丙二醇酯。

5.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成；所述的磷系阻燃剂为：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或几种；所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱长玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理。

7.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物。

8.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的成核剂为纳米级纤维状硅酸盐矿物、长链线性饱和羧酸钠盐和山梨醇类的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的PCT/聚酯合金，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010，所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、硅氧烷中的一种或几种。

10.一种无卤阻燃增强PCT/聚酯合金的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：