CN103073855B

CN103073855B - 一种聚酯组合物、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN103073855B
Application number: CN201210345582.8A
Authority: CN
Inventors: 陈锐; 陈伟; 艾军伟; 付学俊; 陈锋; 朱文; 孙东海
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2032-09-17
Also published as: CN103073855A

Abstract

本发明公开了一种聚酯组合物、制备方法及其应用。一种聚酯组合物，按重量份包括以下物质：（a）聚酯30-80份；（b）阻燃剂10-30份；（c）抗水解剂0.1-2份；（d）扩链剂0.1-2份；（e）无机填料5-50份；（f）任选的增韧剂0-10份；（g）任选的抗氧剂0.01-1份；（h）任选的润滑剂0.01-2份。所述阻燃剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂。本发明所述的聚酯组合物，所用的阻燃剂是无卤的，且不含红磷，是一种环境友好型的聚酯组合物，其阻燃性能好，耐水解性能好，且力学性能大大提高。

Description

一种聚酯组合物、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及高分子领域，特别涉及一种聚酯组合物、制备方法及其应用。

背景技术

近年来，阻燃PBT在电子电器及其它工业领域中的需求量越来越大。PBT相比其它的塑料具有突出的性能特点：成型速度快、电性能优异、阻燃性能强、耐化学药品性、机械强度高等。传统的阻燃PBT一般采用溴系阻燃剂和锑白复配，此阻燃体系在燃烧时会释放出有毒的腐蚀性卤化氢气体。面对越来越严格的环保要求，以及电子电器、汽车、机械仪表灯行业对无卤阻燃材料的迫切要求，欧盟委员会于2003年颁布了《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》（RoHs指令），指令规定自2006年7月1日起，进入欧盟市场的电子电气产品禁止使用包括多溴联苯（PBB）、多溴联苯醚（PBDE）在内的6类有害物质。因此对无卤阻燃材料的研究得到了各国的高度重视，产品的市场需求也更加迫切。

聚酯材料中含有酯基，导致其在湿热环境下容易水解，导致聚酯材料物理机械性能迅速下降，这一缺点限制了聚酯在湿热环境下的应用。

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能长期在湿热环境中使用的耐水解聚酯复合材料。

发明内容

综上所述，为解决以上问题，本发明有必要提供一种聚酯组合物及其应用，抗水解性能好。

进一步地，还有必要提供一种上述聚酯组合物的制备方法。

进一步地，还有必要提供一种上述聚酯组合物的应用。

一种聚酯组合物，按重量份包括以下物质：

（a）聚酯 30-80份；

（b）阻燃剂 10-30份；

（c）抗水解剂 0.1-2份；

（d）扩链剂 0.1-2份；

（e）无机填料 5-50份；

（f）任选的增韧剂 0-10份；

（g）任选的抗氧剂 0-1份；

（h）任选的润滑剂 0-2份。

一种聚酯组合物，按重量份由以下物质组成：

（a）聚酯 30-80份；

（b）阻燃剂 10-30份；

（c）抗水解剂 0.1-2份；

（d）扩链剂 0.1-2份；

（e）无机填料 5-50份；

（f）增韧剂 0.01-10份；

（g）抗氧剂 0.01-1份；

（h）润滑剂 0.01-2份。

其中，所述抗水解剂包括单碳化二亚胺。

其中，所述扩链剂选自聚苯并双噁唑、双酚A环氧树脂和亚磷酸三苯酯中的至少一种。

其中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸1，4环己烷二甲醇酯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯或聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

其中，所述阻燃剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，所述磷系阻燃剂为(I)式所示物质：

其中，所述R1和R2为直链或支链烷基，M是Mg，Ca，Al，Zn，Li，Na或K，m为1-4；

所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺或三聚氰胺磷酸盐。

其中，所述的增韧剂选自乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物的一种或多种。

其中，所述扩链剂包括环氧树脂，特别优选双酚A环氧树脂。

其中，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类润滑剂。

在上述聚酯组合物中，所述（a）聚酯的重量份可以为30-35、35-40、45-50、50-60、60-70或70-80份；

所述（b）阻燃剂，其重量份可以是10-12、12-15、15-18、18-20、20-25或25-30份；所述阻燃剂包括磷系阻燃剂，所述磷系阻燃剂为（I）式所示物质：

其中，所述R1和R2为直链或支链烷基，M是金属，可以为Mg,Ca,Al,Zn,Li,Na,K等。m是1-4。所述磷系阻燃剂可以是三（二乙基次膦酸）铝，二（二乙基次膦酸）锌，四（二乙基次磷酸）钛，所述阻燃剂还可以包括氮系阻燃剂，所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺或三聚氰胺磷酸盐，其中，所述磷系阻燃剂占所述（b）阻燃剂的重量百分含量为60%-90%；

所述（c）抗水解剂优选是0.3-1重量份；

所述（d）扩链剂优选是0.3-1重量份；

所述（e）无机填料按重量份计为5-50份，其重量份也可以是10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-50份；

其中，所述无机填料优选为玻璃纤维，特别优选为无碱玻纤；

上述聚酯组合物中，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)的取值范围可以任意选自以上所列举区间值，此外，（f）增韧剂的重量份可以为0-1、1-5或5-10份；（g）抗氧剂的重量份为0.01-1份；（h）润滑剂的重量份为0.01-2份；

一种如上所述的聚酯组合物的制备方法，将（a）聚酯30-80份；（b）阻燃剂10-30份；（c）抗水解剂0.1-2份；（d）扩链剂0.1-2份；（e）玻璃纤维5-50份；（f）任选的增韧剂0-10份；（g）任选的抗氧剂0.01-1份；（h）任选的润滑剂0.01-2份共混挤出得到聚酯组合物。

一种如上所述的聚酯组合物的应用，所述聚酯组合物用于电子电器领域。

相较现有技术，本发明的聚酯组合物，所用的阻燃剂是无卤的，且不含红磷，是一种环境友好型的聚酯组合物，其阻燃性能好，能达到UL94的1.6mm厚度V-0阻燃等级，同时本发明所述聚酯组合物其耐水解性能好。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式对本发明一种聚酯组合物、制备方法及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。

下面结合一些具体实施方式对本发明做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。

以下对本发明所用到的物质进行以下说明。

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），其特性粘度0.83dl/g，密度1.35g/cm³；

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT），特性粘度0.92dl/g，密度1.35g/cm³；

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），特性粘度1.0dl/g，密度1.31g/cm³。

单碳化二亚胺:德国莱茵化工厂，牌号：Stabaxol-1；

双酚A环氧树脂:巴陵石油化工有限责任公司，牌号：CYD-011；

实施例中的其它物质均来自于市场上可以购买得到的物质。

本发明对无卤阻燃的聚酯组合物进行下列测试：

拉伸强度：测试标准ISO 527/2-93，在Zwick电子万能试验机上测试；

弯曲强度：测试标准ISO 178-2005，在Zwick电子万能试验机上测试；

弯曲模量：测试标准ISO 178-2005，在Zwick电子万能试验机上测试；

悬臂梁缺口冲击：测试标准ISO 180-2000，在Zwick电子万能试验机上测试，缺口类型为A型；

熔体指数：测试标准ISO 1133，测试条件为260℃，2.16kg；

阻燃等级：测试标准UL94。

以下以具体实施例的方式加以说明，所述原料如无特殊说明均为重量份。

实施例1-7

PBT/PET/PTT树脂在120~140℃下干燥4~6小时，水分控制在小于0.03%，将干燥处理后的PBT/PET/PTT树脂、阻燃剂、抗水解剂、扩链剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂按表1所示的重量份添加到反应釜中，进行高速搅拌机混合均匀或单独通过计量喂料器进入预混机。（2）将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，调节喂料转速为250-350rpm，在双螺杆挤出机中加入无碱玻纤，双螺杆机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为220℃、230℃、240℃、250℃、240℃、230℃、230℃、220℃、220℃，螺杆转速250-350rpm，双螺杆挤出机的长径比为75，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼、经机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，最后包装，即得到无卤阻燃聚酯组合物。对得到的无卤阻燃聚酯组合物分别进行拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击和阻燃等级分别进行测量，列于表1中。将所制备的聚酯复合材料粒子注塑成ISO标准样条，将制备的样条用PCT高压加速老化试验机进行湿热水解测试，PCT测试条件为：温度100℃，相对湿度90%，200小时后取出冷却后测试机械性能。机械性能保持率的计算方法是：

机械性能保持率=（老化后性能/老化前性能）×100%，其结果列于表1中。

对比例1-7

PBT/PET/PTT树脂在120~140℃下干燥4~6小时，水分控制在小于0.03%，将干燥处理后的PBT/PET/PTT树脂、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂按表1所示的重量份添加到反应釜中，进行高速搅拌机混合均匀或单独通过计量喂料器进入预混机。（2）将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，调节喂料转速为250-350rpm，在双螺杆挤出机中加入无碱玻纤，双螺杆机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为220℃、230℃、240℃、250℃、240℃、230℃、230℃、220℃、220℃，螺杆转速250-350rpm，双螺杆挤出机的长径比为75，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼、经机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，最后包装，即得到无卤阻燃聚酯组合物。对得到的无卤阻燃聚酯组合物分别进行拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击和阻燃等级分别进行测量，列于表1中。将所制备的聚酯复合材料粒子注塑成ISO标准样条，将制备的样条用PCT高压加速老化试验机进行湿热水解测试，PCT测试条件为：温度100℃，相对湿度90%，200小时后取出冷却后测试机械性能。机械性能保持率的计算方法是：

机械性能保持率=（老化后性能/老化前性能）×100%，其结果列于表2中。

表1

表2

表3

表4

比较表1和表2可知，在聚酯组合物中加入抗水解剂和扩链剂后，本发明所述的聚酯组合物的抗水解性能较高。从表3和表4可知，扩链剂能大大提高材料的力学性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种无卤阻燃聚酯组合物，按重量份由以下物质组成：

其中，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，特性粘度0.92dl/g，密度1.35g/cm³；

单碳化二亚胺:德国莱茵化工厂，牌号：Stabaxol-1；

双酚A环氧树脂:巴陵石油化工有限责任公司，牌号：CYD-011；

制备方法为：

PTT树脂在120～140℃下干燥4～6小时，水分控制在小于0.03％，将干燥处理后的PTT树脂、三(二乙基次磷酸)铝、三聚氰胺多聚磷酸盐、乙烯丙烯酸甲酯二元共聚物、单碳化二亚胺、双酚A环氧树脂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、季戊四醇硬脂酸酯按上述的重量份添加到反应釜中，进行高速搅拌机混合均匀或单独通过计量喂料器进入预混机；(2)将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，调节喂料转速为250-350rpm，在双螺杆挤出机中加入无碱玻纤，双螺杆机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为220℃、230℃、240℃、250℃、240℃、230℃、230℃、220℃、220℃，螺杆转速250-350rpm，双螺杆挤出机的长径比为75，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼、经机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，最后包装，即得到无卤阻燃聚酯组合物。

2.一种无卤阻燃聚酯组合物，按重量份由以下物质组成：

其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，特性粘度0.83dl/g，密度1.35g/cm³；单碳化二亚胺:德国莱茵化工厂，牌号：Stabaxol-1；

双酚A环氧树脂:巴陵石油化工有限责任公司，牌号：CYD-011；

制备方法为：

PET树脂在120～140℃下干燥4～6小时，水分控制在小于0.03％，将干燥处理后的PET树脂、三(二乙基次磷酸)铝、三聚氰胺多聚磷酸盐、乙烯丙烯酸甲酯二元共聚物、单碳化二亚胺、双酚A环氧树脂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、季戊四醇硬脂酸酯按上述的重量份添加到反应釜中，进行高速搅拌机混合均匀或单独通过计量喂料器进入预混机；(2)将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，调节喂料转速为250-350rpm，在双螺杆挤出机中加入无碱玻纤，双螺杆机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为220℃、230℃、240℃、250℃、240℃、230℃、230℃、220℃、220℃，螺杆转速250-350rpm，双螺杆挤出机的长径比为75，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼、经机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，最后包装，即得到无卤阻燃聚酯组合物。

3.一种权利要求1-2任一项所述的聚酯组合物的应用，其特征在于：所述聚酯组合物用于电子电器领域。