CN103289328A - 高性能环保改性pbt - Google Patents

Abstract

本发明涉及新材料技术领域，尤其是指高性能环保改性PBT，其由以下原料组份制备而成：组份A为PBT原料，该PBT原料为原始新材料或者由再生料混合新材料获得；组份B为辅助材料，该辅助材料至少包括有无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂及玻纤；制备时，按重量百分比取15~20%的无卤阻燃剂、5~10%的增韧剂、3~5%的相容剂、25~35%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过分子分解、重组后造粒即可。本发明以PBT为载体，添加无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、玻纤等这些辅助材料而制成高性能环保改性PBT，其可提高产品的防火度和物理性能以及达到无卤无磷的环保要求，符合产业利用，不含I、Br，对环境与人的健康没有危害。

Description

高性能环保改性PBT

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其是指PBT材料。

背景技术

PBT材料是指聚对苯二甲酸丁二醇酯为主体所构成的一类塑料，制成的产品可以广泛使用在电脑、汽车连接器、散热风扇、AC/DC插头、变压器骨架等各种电子、电器产品上。

PBT材料制成产品通常是指改性品种，PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯的简称），最早是德国科学家P.Schlack于1942年研制而成，之后美国Celanese公司（现为Ticona）进行工业开发，并以Celanex商品名上市，于1970年以30%玻璃纤增强塑料投放市场，随着PBT材料的广泛应用，对PBT材料的性能要求也就有所增加，如需要具有阻燃性，及具有足够的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等，因而需要在制作时增加有阻燃剂、玻璃纤维等辅助材料，以对PBT进行改性。现有技术中，增加的阻燃剂是有机阻燃剂，而绝大多数有机阻燃剂含有卤素，在燃烧时发烟大，产生有毒气体，不环保。从2007年7月1日开始，所有电子、玩具类产品都要求达到殴盟环保要求（RoHS），即：铅、镉、铬、汞、多溴联苯、多溴联苯醚这些重金属要达到要求的限值，由此，高效、低烟、无毒的新型绿色阻燃剂合成和阻燃技术的研究已日益受到关注。很多公司便对卤素有了限值，如DELL：Cl<900ppm，Br<900ppm；APPLE:Cl<900ppm，Br<900ppm，Cl+Br<1500ppm。目前，卤素阻燃剂在国外仍占主流，但将来逐步被非卤素阻燃剂取代的趋势已明朗化。无卤无磷阻燃材料研发，是环境友好电子化学品和电子部件领域重点，目前世界上PBT生产公司主要集中在美国、西欧、日本和韩国。美国NEC公司能源与环境保护研究实验室的Iji，Masatoshi研制出了用于电子产品的环境友好，含非卤非磷阻燃剂型阻燃塑料，含聚硅氧烷衍生物(一种新型更安全的阻燃剂)的聚碳酸酯树脂已开发出来。日立化学品有限公司Kokaku，Hirovosi开发了半导体密封和半导体设备用环氧树脂组成物，使用该组成物制造的半导体设备具有优异的可靠性。国内PBT的技术开发始于20世纪70年代，但是，阻燃聚合物材料仍以使用含卤素的阻燃体系为主，这种含溴体系一旦燃烧将放出大量有毒气体及烟雾，如果回收焚烧处理往往造成二次污染，严重危害环境及人类健康。针对以上问题，国内一直在调整阻燃剂的产品结构，加大高效、稳定的环保型阻燃剂的开发；但要同时满足环保要求和防火度达到UL94-V0的要求，目前在国内尚未发现有能生产同时满足上述要求的产品。

随着高分子阻燃材料发展和应用领域的不断拓展和人类对生存环境的需求不断提高，具有多重阻燃效用（气相、凝聚相阻燃）、高效、低烟、低毒的新型绿色阻燃剂合成和阻燃技术的研究已日益受到广泛关注。卤代阻燃体系将被利用高新阻燃技术进一步改性以适应现代环保要求，否则将会在不远的将来惨遭淘汰；而非卤代阻燃体系纳米型阻燃剂、膨胀型阻燃剂、磷系阻燃剂、超细氢氧化镁阻燃剂、无机硼系阻燃剂、有机硼系阻燃剂和有机硅系阻燃剂的开发与应用成为2l世纪阻燃剂最活跃的研究领域。

为此，本申请人秉持着研究创新、精益求精之精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出一种符合产业利用的高性能环保改性PBT。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以PBT为载体，添加无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、玻纤等这些辅助材料而制成的高性能环保改性PBT，提高产品的防火度和物理性能以及达到无卤无磷的环保目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

高性能环保改性PBT，其由以下原料组份制备而成：

组份A为PBT原料，该PBT原料为原始新材料或者由再生料混合新材料获得；

组份B为辅助材料，该辅助材料至少包括有无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂及玻纤；

制备时，按重量百分比取15~20%的无卤阻燃剂、5~10%的增韧剂、3~5%的相容剂、25~35%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过分子分解、重组后造粒即可。

上述方案中，所述PBT原料中的再生料以新材料的20%加入一起使用。

上述方案中，所述无卤阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。

上述方案中，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸脂三元共聚物。

上述方案中，所述相容剂为硅烷偶联剂。

上述方案进一步优选是，所述改性的PBT由以下原料组份制备而成：

组份A为PBT原料，该PBT原料为由再生料混合新材料获得，再生料以新材料的20%加入一起使用；

组份B为辅助材料，该辅助材料包括有磷氮系无卤阻燃剂、乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、硅烷偶联剂及玻纤；

制备时，按重量百分比取15%的磷氮系无卤阻燃剂、8%的乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、4%的硅烷偶联剂、30%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过分子分解、重组后造粒即可。

上述方案中，制备时采用双螺杆机进行分子分解、重组及造粒，双螺杆机的螺纹块之间的剪切角度小于90度。

本发明采用凝聚相阻燃为主、中断热交换为辅的原理，以PBT为载体，添加无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、玻纤等辅助材料，通过双螺杆机进行分子分解、重组后造粒，由此获得防火度和物理性能均有提高，且达到无卤无磷的环保要求的高性能环保改性PBT，符合产业利用；使产品阻燃等级达到V0标准（10秒内熄灭）且可以达到5秒内熄灭，拉伸强度达到75Mpa，弯曲强度＞95Mp，冲击强度＞30KJ/㎡；在环保方面，本产品不含I、Br，对环境与人的健康没有危害。

具体实施方式：

本发明提供的高性能环保改性PBT，其由以下原料组份制备而成：

组份A为PBT原料，该PBT原料为原始新材料或者由再生料混合新材料获得；

组份B为辅助材料，该辅助材料至少包括有无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂及玻纤；

制备时，按重量百分比取15~20%的无卤阻燃剂、5~10%的增韧剂、3~5%的相容剂、25~35%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过采用双螺杆机进行分子分解、重组及造粒，双螺杆机的螺纹块之间的剪切角度小于90度。

所述PBT原料中的再生料以新材料的20%加入一起使用。

所述无卤阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。

所述增韧剂为乙烯-丙烯酸脂三元共聚物。

所述相容剂为硅烷偶联剂。

实施例：

本发明提供的改性的PBT由以下原料组份制备而成：

组份A为由再生料混合PBT新材料获得，再生料以新材料的20%加入一起使用；组份B为辅助材料，该辅助材料包括有磷氮系无卤阻燃剂、乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、硅烷偶联剂及玻纤；制备时，按重量百分比取15%的磷氮系无卤阻燃剂、8%的乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、4%的硅烷偶联剂、30%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过采用双螺杆机进行分子分解、重组及造粒，双螺杆机的螺纹块之间的剪切角度小于90度。

本发明采用凝聚相阻燃为主、中断热交换为辅的原理，以PBT为载体，添加无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、玻纤等辅助材料，经过分子分解、重组后造粒制成改性的PBT。凝聚相阻燃机理是一项成熟的技术，高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相，隔绝了空气，阻止热传递、降低可燃性气体释放量，从而达到阻燃目的。本发明之阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质，包覆在聚合物表面，这种致密的保护层起到了隔离膜的作用，阻止燃烧。在实际加工时，本发明还可适当添加一种互配性的助剂，变更相应的其它助剂的协效作用，如添加EBS基础改性接枝物，成为一个带有极性的润滑物，从而改善加工流动性能，保证制品的物学性能，减少高分子化合物与加工机械之间的摩擦力，使挤出成型能顺利进行，以获得良好的物理性和外观。EBS基础改性接枝物可采用乙撑双硬脂酸酰胺EBS。

本发明不仅解决了防火度的问题，还解决物理性能的问题，决定物性的因素除了底料的粘度和玻璃纤维的等级外，还有设备螺纹块组合的顺序和款式，本发明使用的双螺杆机的螺纹块之间的剪切角度小于90度，即螺纹块上的相互配剪的螺纹之间剪切角度小于90度，该结构可通过调整螺纹块的组合获得，这样，在剪切时使高分子化合物受力更柔和，分子分解良好，原料在机器料管里的混炼效果和剪切效果更佳，使制成的产品可以达到75Mpa的拉伸强度。

本发明制成的产品稳定性好，阻燃效果佳，防火度达到94-V0，还具有如下特性：

1）、物理性能优势：标准，自熄时间＜5s；拉伸强度达到75Mpa以上；弯曲强度达到95Mpa以上；冲击强度达到30KJ/㎡以上。

2）、价格优势：本产品的各项性能都能符合要求，具有很高的性价比。这样，就可以使客户采购的成本降低20%左右，买到价廉物美的产品。

3）、环保优势：使用含卤素的阻燃体系一旦燃烧将放出大量有毒气体及烟雾，如果回收焚烧处理往往造成二次污染，严重危害环境及人类健康。而本发明研发的无卤无磷PBT产品稳定性高，不含I、Br，燃烧后不会释放出破坏环境的腐蚀性物质，环保效果好。

4）、使用再生料：为降低成本及考虑环保，再生料可循环试用，但再生料因已经过一次高温加工，故分子量较低亦即强度较差，再生料一般以新料的20%加入一起使用，不会影响产品的性能。

本项目产品可以广泛使用在电脑、汽车连接器、散热风扇、AC/DC插头、变压器骨架等各种电子、电器产品上，有着很好的阻燃效果。

Claims (7)

1.高性能环保改性PBT，其特征在于：所述改性的PBT由以下原料组份制备而成：

组份A为PBT原料，该PBT原料为原始新材料或者由再生料混合新材料获得；

组份B为辅助材料，该辅助材料至少包括有无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂及玻纤；

制备时，按重量百分比取15~20%的无卤阻燃剂、5~10%的增韧剂、3~5%的相容剂、25~35%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过分子分解、重组后造粒即可。

2.根据权利要求1所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：所述PBT原料中的再生料以新材料的20%加入一起使用。

3.根据权利要求1所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：所述无卤阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。

4.根据权利要求1所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-丙烯酸脂三元共聚物。

5.根据权利要求1所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：所述相容剂为硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：所述改性的PBT由以下原料组份制备而成：

组份A为PBT原料，该PBT原料为由再生料混合新材料获得，再生料以新材料的20%加入一起使用；

组份B为辅助材料，该辅助材料包括有磷氮系无卤阻燃剂、乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、硅烷偶联剂及玻纤；

制备时，按重量百分比取15%的磷氮系无卤阻燃剂、8%的乙烯-丙烯酸脂三元共聚物、4%的硅烷偶联剂、30%的玻纤及余量为PBT原料的配比，通过分子分解、重组后造粒即可。

7.根据权利要求1或6所述的高性能环保改性PBT，其特征在于：制备时采用双螺杆机进行分子分解、重组及造粒，双螺杆机的螺纹块之间的剪切角度小于90度。