CN104672815A - 一种pbt和pet阻燃增韧改性材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其组分按质量百分数配比为：PBT20%～60%、PET10%～40%、无机刚性粒子5%～15%、弹性体5%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、成核剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、阻燃母粒5%～15%、其他助剂0.1%～2%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用“无机刚性粒子-弹性体”核壳结构增韧和红磷阻燃母粒改性所制得的PBT和PET材料，不仅具有PBT和PET各自的优点，而且强度高、刚性好、耐热、耐腐蚀性、电气性能优异和价格低的特点，同时具有优良的阻燃改性效果和添加量少、低烟、无毒等优点，可广泛用于家电、汽车、电子电器、纺织等领域。

Description

一种PBT和PET阻燃增韧改性材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种PBT和PET阻燃增韧改性材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是20世纪70年代发展起来的热塑性聚酯，具有耐高温、耐湿、耐化学腐蚀、电绝缘性能好和良好的弹性等特点，且在较宽温度范围内能保持良好的力学性能，在国民经济和高新技术产业中有着广泛的应用，是一种不可缺少的新型材料。PBT树脂结晶速度快，玻璃化温度Tg低，容易造成冷热不均，引起变形；而PET树脂玻璃化温度较高，结晶速度慢，成型周期长。这使得PBT和PET树脂尤其是PET树脂在工程塑料上的应用受到一定的限制。利用共聚、共混的方法，能综合PBT、PET各自性能，取长补短，弥补单一组分性能上的缺陷，获得综合性能较为理想的共混物。同时，由于生产PET所用的乙二醇比生产PBT所用丁二醇的价格几乎便宜一半，以PET树脂替代部分PBT树脂，具有很高的性价比。但是，经研究发现，PBT与PET树脂无论以何种比例混合挤出，都存在缺口冲击强度低、热变形温度低、收缩率大、阻燃性不好等缺点，极大的限制了其的应用，因此，有必要对其进行改性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，具有阻燃效能高、增韧改性效果好、成本低等特点，可用于家电、汽车、电子电器等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 20%～60%、PET 10%～40%、无机刚性粒子5%～15%、弹性体5%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、成核剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、阻燃母粒5%～15%、其他助剂0.1%～2%。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的无机刚性粒子为粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、硫酸钡中的一种。

所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。

所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。

所述的成核剂为苯甲酸钠。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

所述的阻燃母粒是由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%组成而制得的红磷阻燃母粒。

所述的其他助剂为扩链剂、润滑剂和色料中的一种或几种。

上述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，无机刚性粒子在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机刚性粒子加入料筒温度为30℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和引发剂，搅拌10～30分钟，得到预处理的无机刚性粒子，出料；再在50℃～80℃开放式炼胶机上将预处理的无机刚性粒子和按重量配比称的弹性体直接混合混炼均匀，出片，冷却破碎，得到以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳粒子，待用；

（3）、制备阻燃母粒：称取聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%，加入高速混合器中，使充分混合均匀，再经过双螺杆挤出机熔融混合挤出、冷却、切粒、干燥后制得红磷阻燃母粒，待用；

（4）、按重量配比称取干燥的PET和PBT，加入高速混合机中混合2～5分钟，再加入步骤（2）得到的核壳粒子，同时加入按重量配比称取的成核剂、抗氧剂、阻燃母粒和其他助剂，继续混合5～30分钟，使充分混合均匀后出料；

（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在210℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本品。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用“无机刚性粒子-弹性体”核壳结构增韧和红磷阻燃母粒改性所制得的PBT和PET材料，不仅具有PBT和PET各自的优点，而且强度高、刚性好、耐热、耐腐蚀性、电气性能优异和价格低的特点，同时具有优良的阻燃改性效果和添加量少、低烟、无毒等优点，可广泛用于家电、汽车、电子电器、纺织等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 48%、PET 25%、粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙10%、乙烯-辛烯共聚物（POE）5%、顺丁烯二酸1%、偶氮二异丁腈0.2%、苯甲酸钠1%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.8%、阻燃母粒8%、其他助剂1%。其中，所述的阻燃母粒是由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%组成而制得的红磷阻燃母粒；所述的其他助剂为扩链剂、润滑剂和色料中的一种或几种。

制备方法：（1）、将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙加入料筒温度为30℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和偶氮二异丁腈，搅拌10～30分钟，得到预处理的碳酸钙，出料；再在50℃～80℃开放式炼胶机上将预处理的碳酸钙和按重量配比称的乙烯-辛烯共聚物（POE）直接混合混炼均匀，出片，冷却破碎，得到以碳酸钙为核、乙烯-辛烯共聚物（POE）为壳的核壳粒子，待用；（3）、制备阻燃母粒：称取聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%，加入高速混合器中，使充分混合均匀，再经过双螺杆挤出机熔融混合挤出、冷却、切粒、干燥后制得红磷阻燃母粒，待用；（4）、按重量配比称取干燥的PET和PBT，加入高速混合机中混合2～5分钟，再加入步骤（2）得到的核壳粒子，同时加入按重量配比称取的苯甲酸钠、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、阻燃母粒和其他助剂，继续混合5～30分钟，使充分混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在210℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本品。

实施例2：

一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 38%、PET 20%、粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉15%、丁腈橡胶（NBR）10%、顺丁烯二酸1.5%、过氧化二苯甲酰0.5%、苯甲酸钠1%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%、阻燃母粒12%、其他助剂1%。其中，所述的阻燃母粒是由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%组成而制得的红磷阻燃母粒；所述的其他助剂为扩链剂、润滑剂和色料中的一种或几种。

制备方法：（1）、将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉加入料筒温度为30℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和过氧化二苯甲酰，搅拌10～30分钟，得到预处理的滑石粉，出料；再在50℃～80℃开放式炼胶机上将预处理的滑石粉和按重量配比称的丁腈橡胶（NBR）直接混合混炼均匀，出片，冷却破碎，得到以滑石粉为核、丁腈橡胶（NBR）为壳的核壳粒子，待用；（3）、制备阻燃母粒：称取聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%，加入高速混合器中，使充分混合均匀，再经过双螺杆挤出机熔融混合挤出、冷却、切粒、干燥后制得红磷阻燃母粒，待用；（4）、按重量配比称取干燥的PET和PBT，加入高速混合机中混合2～5分钟，再加入步骤（2）得到的核壳粒子，同时加入按重量配比称取的苯甲酸钠、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、阻燃母粒和其他助剂，继续混合5～30分钟，使充分混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在210℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本品。

Claims (8)

1.一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PBT 20%～60%、PET 10%～40%、无机刚性粒子5%～15%、弹性体5%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、成核剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、阻燃母粒5%～15%、其他助剂0.1%～2%。

2.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的无机刚性粒子为粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、硫酸钡中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的成核剂为苯甲酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

7.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料，其特征在于，所述的阻燃母粒是由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%组成而制得的红磷阻燃母粒。

8.根据权利要求1所述的一种PBT和PET阻燃增韧改性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，无机刚性粒子在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机刚性粒子加入料筒温度为30℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和引发剂，搅拌10～30分钟，得到预处理的无机刚性粒子，出料；再在50℃～80℃开放式炼胶机上将预处理的无机刚性粒子和按重量配比称的弹性体直接混合混炼均匀，出片，冷却破碎，得到以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳粒子，待用；

（3）、制备阻燃母粒：称取聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）20wt%、微胶囊化红磷50wt%、硼酸锌25wt%和硅烷偶联剂5wt%，加入高速混合器中，使充分混合均匀，再经过双螺杆挤出机熔融混合挤出、冷却、切粒、干燥后制得红磷阻燃母粒，待用；

（4）、按重量配比称取干燥的PET和PBT，加入高速混合机中混合2～5分钟，再加入步骤（2）得到的核壳粒子，同时加入按重量配比称取的成核剂、抗氧剂、阻燃母粒和其他助剂，继续混合5～30分钟，使充分混合均匀后出料；

（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在210℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本品。