CN103073857A - 无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法，该复合物包括（1）聚酯树酯，（2）（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂，（3）增韧剂，（4）增强增刚改性剂，（5）促进剂，（6）添加剂。将上述材料按照一定的重量比例及投料顺序，在高速混合机将物料投入混合，得到半成品；将半成品用计量器加入到同向双螺杆挤出机中，挤出造粒得到产品。本发明能模压或注塑成结构复杂、外观优良、成型周期极短的塑料制件，同时在高速注塑成型中有持较好的流动性、耐热性和很低的烟雾发生量。也具有出色的耐热性和抗UV性、出色的尺寸稳定性，达到500V的相对漏电起痕指数、塑件厚度在0.5-0.8mm的条件下能达到UL94-V0级的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法，其特别适合于电容器、电器外壳、电子连接器、CPU风扇叶片。
技术背景
2004年8月欧盟不再使多溴联苯和多溴联苯醚，2004年底大湖停止生产多溴联苯和多溴联苯醚。美国环保局要求，2005年1月起，凡是生产和进口多溴联苯和多溴联苯醚，必须事先报告。由此含卤类阻燃剂应用于电子、电器产品阻燃对环境的污染和对生物体的危害进入一个全新的评估阶段。各国制定了相应的法规禁止使用某些含卤类阻燃剂。无卤无磷阻燃高分子材料，由此成为研究热点。无卤无磷阻燃聚酯在国内、国际都有相应的专利申请，以往的产品在高速注塑成型中没有较好的流动性、耐热性和较低的烟雾发生量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法，本发明除满足无卤无磷阻燃、机械和电器性能外，同时在高速注塑成型中有持较好的流动性、耐热性和较低的烟雾发生量。
本发明是这样实现的，一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，它包括（1）40-70重量%的由对苯二甲酸与乙二醇或1，4丁二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，（2）5-25重量%的（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂，（3）0-6重量%的增韧剂，（4）0-30重量%的增强增刚改性剂，（5）1-8重量%的促进剂，（6）0.3-2添加剂，它至少一种选自如下物质：润滑剂、热稳定剂、抗UV剂、色素、成核剂、偶联剂、脱模剂、抗滴落剂。
所述的聚酯树脂至少一种选自如下物质的聚合物：（1）由对苯二甲酸与乙二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，黏度在0.6-1.0dl/g；（2）由对苯二甲酸与1，4丁二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，黏度在0.8-1.2dl/g。
所述的（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂至少一种选自如下物质的（亚）磷酸酯或（亚）磷酸盐类：（1）六苯氧基三聚磷氰,（2）苯氧基聚磷氰,（3）间苯二酚双[二（2，6二甲基苯基）磷酸酯]，（4）（亚）磷酸铝，（5）（亚）磷酸锌。
所述的增韧剂至少一种选自如下物质的增韧剂：（1）乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物，（2）乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油醚的共聚物，（3）POE（乙烯和辛烯共聚）接枝马来酸酐或乙烯基三乙氧基硅烷或丙烯酸乙酯；优先选用的是：乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物（如：杜邦1125AC）、POE（乙烯和辛烯共聚）接枝马来酸酐或（和）丙烯酸乙酯。
所述的增强增刚改性剂至少一种选自如下物质的增强增刚改性剂：(1)玻璃纤维，（2）云母；玻璃纤维要求无碱且直径小于13微米，云母要求1000-4000目，同时都必需选用不同的表面处理剂进行表面处理，优先选用的表面处理剂是：γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
所述的促进剂至少一种选自如下物质的促进剂：（1）聚磷酸三聚氰氨，（2）聚合度大于1000并用蜜氨树脂表面处理的聚磷酸氨，（3）要求3000-5000目的沸石；优先选用的是：聚磷酸三聚氰氨、3000-5000目的沸石，同时都必需选用不同的表面处理剂进行表面处理，优先选用的表面处理剂是：蜜胺树脂、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
润滑剂和脱模剂优先选用的是：PETS（季戊四醇硬脂酸酯）、N,N-已撑双硬脂酰胺、PE蜡，热稳定剂优先选用的是：受阻酚类（如：Irganox1010）、亚磷酸酯类(如：IRGAFOS168)、硫代酯类（如：IRGANOX PS802），抗UV剂优先选用的是：苯并三唑类（如：TINUVIN329），色素优先选用的是：炭黑、黑色母粒、钛白粉、群青、酞青兰，成核剂优先选用的是：长碳链饱和羧酸钠、苯甲酸钠、滑石粉，偶联剂优先选用的是：γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，抗滴落剂优先选用的是：高分子量的聚四氟乙烯。
一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物的制备方法，其制备过程包括如下步骤：按照以下组分和含量（wt%）备料：
将上述材料按照一定的投料顺序，在高速混合机300-1000转/分的速度下将物料投入混合1-10分钟，得到的为该发明所需的半成品；优先选用的混合速度是：400-600转/分，优先选用的混合时间是：2-4分钟。将上述半成品用计量器一定的速度加入到同向双螺杆挤出机中，挤出机转速200-800转/分，温度：245-210度，挤出造粒得到产品。
本发明是一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，该复合物具有出色的耐热性和抗UV性、出色的尺寸稳定性，达到500V的相对漏电起痕指数、塑件厚度在0.5-0.8mm的条件下能达到UL94-V0级的要求。
本发明采用聚酯做为主体材料，加入（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂、增韧剂、增强增刚改性剂、促进剂、添加剂它包括（润滑剂、热稳定剂、抗UV剂、色素、成核剂、偶联剂、脱模剂、抗滴落剂），改善聚合物的阻燃性性、韧性、刚性、耐热性、尺寸稳定性、成型加工性。
本发明成功解决了用磷类化合物阻燃聚酯的要求，同时解决了在280度的高温注塑下不喷火、烟雾产生少。可以广泛应用于电容器、电器外壳、电子连接器、CPU风扇叶片等。
具体实施方案
下面结合实施例，对本发明进行进一步说明：
以1-2种聚酯为基料添加（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂、增韧剂、增强增刚改性剂、促进剂、添加剂(润滑剂、热稳定剂、抗UV剂、色素、成核剂、偶联剂、脱模剂、抗滴落剂)，投料比例如表1所示：
表1一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物
| 配料 | 对比例 | 实施例1 | 实施例2 |
| 聚酯（1） | 46.7 | 35.8 | 35.8 |
| 聚酯（2） | --- | 10 | 10 |
| 磷酸铝 | 8 | 4 | 4 |
| 磷酸锌 | --- | 4 | 4 |
| 苯氧基三聚磷氰 | 7 | 3 | 3 |
| 苯氧基聚磷氰 | --- | 4 | 4 |
| 1125AC | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 增韧剂（3） | --- | 1.5 | 1.5 |
| 玻璃纤维 | 30 | 25 | 30 |
| 云母 | --- | 5 | --- |
| 聚磷酸三聚氰胺 | 5 | 2 | 2 |
| 沸石 | --- | 2 | 2 |
| 添加剂 | 0.8 | 1.2 | 1.2 |
本发明的制备工艺如下：
玻璃纤维（ECT5303-2200重庆复合）生产厂家已表面处理，云母用如下表面处理剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷进行表面处理，表面处理剂的用量1.2wt%；
将上述原料按照配料比例和一定的投料顺序，在高速混合机400-600转/分的速度下将物料投入混合2-4分钟，得到的为该发明所需的半成品。
将上述半成品用计量器一定的速度加入到同向双螺杆挤出机中，挤出机转速350转/分；温度：245-210度。挤出造粒得到产品。
将按上述方案得到的产品，注塑成标准样条和标注色板，进行力学性能测试和阻燃测试测试。测试结果如表2：
表2对比例和实施例1-2测试结果
Claims (9)
1.一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，它包括（1）40-70重量%的由对苯二甲酸与乙二醇或1，4丁二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，（2）5-25重量%的（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂，（3）0-6重量%的增韧剂，（4）0-30重量%的增强增刚改性剂，（5）1-8重量%的促进剂，（6）0.3-2添加剂，它至少一种选自如下物质：润滑剂、热稳定剂、抗UV剂、色素、成核剂、偶联剂、脱模剂、抗滴落剂。
2.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中聚酯树脂至少一种选自如下物质的聚合物：（1）由对苯二甲酸与乙二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，黏度在0.6-1.0dl/g；（2）由对苯二甲酸与1，4丁二醇通过酯交换而后进行缩聚得到的聚酯树脂，黏度在0.8-1.2dl/g。
3.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中（亚）磷酸酯和（亚）磷酸盐类复合阻燃剂至少一种选自如下物质的（亚）磷酸酯或（亚）磷酸盐类：（1）六苯氧基三聚磷氰,（2）苯氧基聚磷氰,（3）间苯二酚双[二（2，6二甲基苯基）磷酸酯]，（4）（亚）磷酸铝，（5）（亚）磷酸锌。
4.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中增韧剂至少一种选自如下物质的增韧剂：（1）乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物，（2）乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油醚的共聚物，（3）乙烯和辛烯共聚接枝马来酸酐或乙烯基三乙氧基硅烷或丙烯酸乙酯；优先选用的是：乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物、乙烯和辛烯共聚接枝马来酸酐或（和）丙烯酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中增强增刚改性剂至少一种选自如下物质的增强增刚改性剂：(1)玻璃纤维，（2）云母；玻璃纤维要求无碱且直径小于13微米，云母要求1000-4000目，同时都必需选用不同的表面处理剂进行表面处理，优先选用的表面处理剂是：γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中促进剂至少一种选自如下物质的促进剂：（1）聚磷酸三聚氰氨，（2）聚合度大于1000并用蜜氨树脂表面处理的聚磷酸氨，（3）要求3000-5000目的沸石；优先选用的是：聚磷酸三聚氰氨、3000-5000目的沸石，同时都必需选用不同的表面处理剂进行表面处理，优先选用的表面处理剂是：蜜胺树脂、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物，其中润滑剂和脱模剂优先选用的是：季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撑双硬脂酰胺、PE蜡，热稳定剂优先选用的是：受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类，抗UV剂优先选用的是：苯并三唑类，色素优先选用的是：炭黑、黑色母粒、钛白粉、群青、酞青兰，成核剂优先选用的是：长碳链饱和羧酸钠、苯甲酸钠、滑石粉，偶联剂优先选用的是：γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，抗滴落剂优先选用的是：高分子量的聚四氟乙烯。
8.一种无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物的制备方法，其特征在于制备过程包括如下步骤：按照以下组分和含量（wt%）备料：
将上述材料按照一定的投料顺序，在高速混合机300-1000转/分的速度下将物料投入混合1-10分钟，得到的为该发明所需的半成品；将上述半成品用计量器一定的速度加入到同向双螺杆挤出机中，挤出机转速200-800转/分，温度：245-210度，挤出造粒得到产品。
9.根据权利要求8所述的无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物的制备方法，其特征为优先选用的混合速度是：400-600转/分，优先选用的混合时间是：2-4分钟。
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