CN104448735B

CN104448735B - Pbt增强阻燃激光打印材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104448735B
Application number: CN201410814197.2A
Authority: CN
Inventors: 薛惠振; 何建龙; 卞瑞忠; 夏惠忠; 卞瑞荣
Original assignee: JIANGYIN JIHUA NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: JIANGYIN JIHUA NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104448735A

Abstract

本发明涉及一种PBT增强阻燃激光打印材料，其原料包括：PBT树脂、PBT激光粉、阻燃剂抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂5‑8%、玻纤；制备时，将聚对苯二甲酸丁二醇酯经干燥后有双螺杆挤出机的第一段筒体进入，阻燃剂、PBT激光粉、抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂，经高速混合机混合后，通过计量喂料机从双螺杆挤出机的第四段筒体加入，同时加入玻纤，物料通过双螺杆挤出机挤出共混后挤出、冷却、切粒和计量包装。该材料耐高温、在黑色基底的情况下激光打印白色字体且字体清晰。

Description

PBT增强阻燃激光打印材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PBT增强阻燃激光打印材料及其制备方法。主要用于发热的电气元件领域。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是有对苯二甲酸（TPA）和1.4-丁二醇（BDO）经过酯化及缩聚制得的一种高分子聚合物。PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大，耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。作为五大通用工程塑料之一，PBT树脂主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、特混工业等。现今电子电器工业有很大一部分要求在产品上能够进行激光打印，而激光打印是在高温下完成的。纯PBT树脂在0.46MPa下的热变形温度为156℃左右，在1.82MPa下的热变形温度在60℃左右，这使得纯PBT树脂不能满足作为要求激光打印的电器类产品的要求。为了提高PBT在受压下的耐温性，通常必须对纯PBT树脂进行改性，一般是通过增强（如添加玻纤）、阻燃、增韧等手段进行有效再处理。一般PBT工程塑料经过改性后所得到的产品的耐高温性都能满足激光打印材料的高温要求，但是却不能满足黑色基底白色字体的要求，所以国内外相关产品都采用其他的工程塑料制作，如聚氯乙烯（PVC），聚丙烯（PP），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等材料，但是大多数都是非结晶性材料，在制品加工中要求较高，如保压压力要150Mpa：注射速度达到100Mpa，高温下材料已易生分解、变色等。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种耐高温、在黑色基底的情况下激光打印白色字体且字体清晰的PBT增强阻燃激光打印材料。

本发明的目的之二在于提供一种PBT增强阻燃激光打印材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种PBT增强阻燃激光打印材料，其原料包括如下重量份材料：

PBT树脂 45-63%

PBT激光粉 1-3%

阻燃剂 10-15%

抗氧剂 0.1-0.3%

流动助剂 0.1-0.3%

脱模剂 0.1-0.3%

增韧剂 5-8%

玻纤 20-30%

所述PBT激光粉由Sanlaser^TM 9015激光粉、激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉三者混合而成，三者的混合质量比为：0.1-1:1-10:1-10；

所述阻燃剂采用有机硅系阻燃剂与金属无机氢氧化物的混合物；

所述抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168混配。

一种PBT增强阻燃激光打印材料的制备方法，将聚对苯二甲酸丁二醇酯经干燥后有双螺杆挤出机的第一段筒体进入，阻燃剂、PBT激光粉、抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂，经高速混合机混合后，通过计量喂料机从双螺杆挤出机的第四段筒体加入，同时加入玻纤，物料通过双螺杆挤出机挤出共混后挤出、冷却、切粒和计量包装，经检验合格后入库、出厂。

具体方法为：

（1）混料

按照配方设计的要求，先把阻燃剂、PBT激光粉、抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂放置于高速混料机内，先进行慢速转动（15转/分钟），等慢速混合进行5分钟后，马上转换到高速档上，此时转速达到每分钟300转，快速混合进行5分钟后，停止高速运转，然后转换到低速档上，便于出料。最后把混合均匀后的物料注入重量加料器中。

（2）烘干

按工艺配方单上指定规格，将相应的PBT树脂分别投入指定的干燥塔内。在干燥温度120℃下，干燥时间约为2小时，测试PBT树脂的含水率，待含水率达到100ppm以内后方能满足使用要求。

（3）挤出

开启主机控制开关，设置挤出机各段温度，即240℃、240℃、210℃、190℃、180℃、180℃、190℃、225℃，等温度上升到设定温度后保温1小时，然后开启主机螺杆，设置转速为260转/分钟，然后开启全部重量加料器，按照工艺配方参数进行生产。

（4）冷却

经过挤出的料条，经过长水槽（水温45℃±10℃）冷却后进入切粒机。

（5）切粒

冷却的料条经过切粒机切成4×3mm作用的粒子。

（6）包装（每包25kg±0.1kg）

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在PBT树脂配方中，阻燃剂选择210K（有机硅系阻燃剂），使得材料满足了能够耐高温，同时添加PBT激光粉，满足了黑底白字的要求：在经过激光打印后，制品仍然能够保持原来的机械性能，且制品上的字体清晰可见。

同时添加金属无机氢氧化物，既可获得优良的阻燃性能，而且材料的物理机械力学性能也可得以显著提高，同时可以明显改善线缆制品的表面光亮度。

在PBT树脂配方中添加1-3%的PBT激光粉，不影响材料的物理机械力学性能，PBT激光粉，采用白色等浅色体系用的Sanlaser^TM 9015激光粉与黑色体系用的激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉混合，使得材料在黑色的基底下，激光打印的白色字体清晰且不易磨损。

具体实施方式

实施例1：

PBT树脂 45份

PBT激光粉 2份

阻燃剂 15份

抗氧剂 0.2份

流动助剂 0.2份

脱模剂 0.1份

增韧剂 8份

玻纤 29.5份

所述PBT激光粉由Sanlaser^TM 9015激光粉、激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉三者混合而成，三者的混合质量比为：0.1：1：1；

激光打标助剂（激光打标粉）JLJ-36；使用激光式：CO2激光，光纤激光，Nd:Q开关激光；推荐聚合物： PC.PBT.PA.PP.PE.TPE；颜色标记：白；颜料的颜色：黑色；颗粒大小＜15μm 。

默克8835#镭雕粉为默克Merck黑色料专用8835#镭雕粉；

所述Sanlaser^TM9015激光粉是一款含有有机金属络合物，激光直接成型添加剂，适合添加热塑性塑料，制成LDS型电路载体，手机天线材料，具有耐候性，耐高温，耐酸碱等性能与大部分高分子聚合物相容。Sanlaser^TM 9015适用于白色等浅色体系。供应商，三合化工。

所述阻燃剂由聚硅氧烷与氢氧化镁按质量比1：1而成；

所述抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比2:1混配而成；

所述流动助剂选用HZLD99（广州市昊兆化工有限公司）；

脱模剂选用聚乙烯蜡（扬州罗兰新材料有限公司）；

增韧剂选用杜邦增韧剂4170、EBA-3427AC和AX8900的混合物。

具体方法为：

（1）混料

（2）烘干

（3）挤出

（4）冷却

（5）切粒

冷却的料条经过切粒机切成4×3mm作用的粒子。

（6）包装（每包25kg±0.1kg）。

材料在黑色的基底下，激光打印的白色字体清晰且不易磨损。

实施例2-6与实施例1的区别仅在于原料质量配比不同，详见表1。

表1：

材料	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							PBT树脂	45	50	55	58	60	63
PBT激光粉	2	2	1	3	2	1
							阻燃剂	15	13	12	10	11	10
抗氧剂	0.2	0.2	0.1	0.2	0.3	0.3
							流动助剂	0.2	0.1	0.3	0.2	0.2	0.3
脱模剂	0.1	0.2	0.3	0.2	0.2	0.3
							增韧剂	8	7	5	6.4	6.3	5.1
玻纤	29.5	27.5	26.3	22	20	20

实施例2中，所述PBT激光粉由Sanlaser^TM 9015激光粉、激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉三者混合而成，三者的混合质量比为：0.2：1：2。

实施例3中， Sanlaser^TM 9015激光粉、激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉三者的混合质量比为：0.5：5：1。

各实施例材料在黑色的基底下，激光打印的白色字体清晰且不易磨损。

实施例1所试制的产品将达到技术指标见表2：

表2：

对比例1：

对比例1与实施例1的区别仅在于，所述PBT激光粉仅为激光打标粉JLJ-36。用于黑底白字打标时，打标印记不清晰、易磨损。

对比例2：

对比例2与实施例1的区别仅在于，所述PBT激光粉仅为默克8835#镭雕粉。用于黑底白字打标时，打标印记不清晰、易磨损。

对比例3：

对比例3与实施例1的区别在于，所述PBT激光粉为激光打标粉JLJ-36与默克8835#镭雕粉按质量比1:1混合。用于黑底白字打标时，打标印记不清晰、易磨损。

对比例4：

对比例4与实施例1的区别在于，所述PBT激光粉为Sanlaser^TM 9015激光粉与激光打标粉JLJ-36按质量比0.1:1混合。用于黑底白字打标时，打标印记不清晰、易磨损。

对比例5：

对比例5与实施例1的区别在于，所述PBT激光粉为Sanlaser^TM 9015激光粉与默克8835#镭雕粉按质量比0.1:1混合。用于黑底白字打标时，打标印记不清晰、易磨损。

对比例6

对比例6与实施例1的区别在于，所述阻燃剂仅为聚硅氧烷（无氢氧化镁），产品不耐磨，打标印记易磨损，且表面光亮度不够。

Claims

1.一种PBT增强阻燃激光打印材料，其特征在于：其原料包括如下重量份材料：

PBT树脂 45-63%

PBT激光粉 1-3%

阻燃剂 10-15%

抗氧剂 0.1-0.3%

流动助剂 0.1-0.3%

脱模剂 0.1-0.3%

增韧剂 5-8%

玻纤 20-30%；

所述PBT激光粉由Sanlaser^TM 9015激光粉、激光打标粉JLJ-36、默克8835#镭雕粉三者混合而成，三者的混合质量比为：0.1-1:1-10:1-10。

2.根据权利要求1所述的一种PBT增强阻燃激光打印材料，其特征在于：所述增韧剂选用杜邦增韧剂4170、EBA-3427AC和AX8900的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种PBT增强阻燃激光打印材料，其特征在于：所述抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168混配。

4.一种PBT增强阻燃激光打印材料的制备方法，其特征在于：按权利要求1所述原料比例，将聚对苯二甲酸丁二醇酯经干燥后有双螺杆挤出机的第一段筒体进入，阻燃剂、PBT激光粉、抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂，经高速混合机混合后，通过计量喂料机从双螺杆挤出机的第四段筒体加入，同时加入玻纤，物料通过双螺杆挤出机共混后挤出、冷却、切粒和计量包装。

5.根据权利要求4所述的PBT增强阻燃激光打印材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）混料

按照配方设计的要求，先把阻燃剂、PBT激光粉、抗氧剂、流动助剂、脱模剂、增韧剂放置于高速混料机内，先进行15转/分钟慢速转动，等慢速混合进行5分钟后，马上转换到高速档上，此时转速达到每分钟300转，快速混合进行5分钟后，停止高速运转，然后转换到低速档上，便于出料；最后把混合均匀后的物料注入重量加料器中；

（2）烘干

将PBT树脂分别投入指定的干燥塔内，在干燥温度120℃下，干燥时间为2小时，测试PBT树脂的含水率，控制含水率达到100ppm以内；

（3）挤出

开启主机控制开关，设置挤出机各段温度，即240℃、240℃、210℃、190℃、180℃、180℃、190℃、225℃，等温度上升到设定温度后保温1小时，然后开启主机螺杆，设置转速为260转/分钟，然后开启全部重量加料器，进行生产；

（4）冷却

经过挤出的料条，经过长水槽冷却后进入切粒机，水温控制在45℃±10℃。