CN105440595A - 一种pbt塑料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PBT塑料及其制备工艺，其中，所述制备工艺包括：将PBT、PET、对苯二甲酸、氢氧化镁、氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；将混合物M和玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；将粒料在230-250℃下烘烤20-40min，形成熔融的PBT浆料，加入催化剂后送入酯化反应器，在温度260-300℃，压力为10-30KPa条件下进行酯化反应，得到PET酯化产物N；将PET酯化产物N和硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，冷却后既得所述PET塑料。解决了传统的PET塑料阻燃性较差，当其应用于电子电器等领域时容易引燃，安全性能较差，同时，传统的PBT塑料选用钛白粉为白色颜料，加入钛白粉后PBT塑料的机械性能会产生较大幅度的下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及塑料制备领域，特别涉及一种PBT塑料及其制备工艺。
背景技术
PBT是一种热塑性、半结晶型饱和聚脂,它具有较高的强度、优良的耐老化和耐热性、良好的尺寸稳定性、极低的吸水率、良好的电绝缘性等诸多优点，成为继聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛及聚苯醚之后的世界第五大通用工程塑料，并已在汽车产业，机械设备，电子电器等相当多的行业中得到广泛的应用。但是传统的PET塑料阻燃性较差，当其应用于电子电器等领域时容易引燃，安全性能较差。白色是PBT制品最常用的配色，通常选用钛白粉为白色颜料，但是,通过实验发现,加入钛白粉后PBT塑料的机械性能会产生较大幅度的下降，现在还没有什么较好的白色颜料来代替钛白粉。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PBT塑料及其制备工艺，解决了传统的PET塑料阻燃性较差，当其应用于电子电器等领域时容易引燃，安全性能较差，同时，传统的PBT塑料选用钛白粉为白色颜料，加入钛白粉后PBT塑料的机械性能会产生较大幅度的下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种PBT塑料的制备工艺，其中，所述制备工艺包括：
（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、对苯二甲酸、氢氧化镁、氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；
（2）将混合物M和玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（3）将步骤（2）中的粒料在230-250℃下烘烤20-40min，形成熔融的PBT浆料，加入催化剂后送入酯化反应器，在温度260-300℃，压力为10-30KPa条件下进行酯化反应，得到PET酯化产物N；
（4）将PET酯化产物N和硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，冷却后既得所述PET塑料，其中，
相对于100重量份的PBT，所述PET的含量为55-75重量份，所述对苯二甲酸的含量为20-35重量份，所述氢氧化镁的含量为10-20重量份，所述氢氧化铝的含量为10-20重量份，所述玻璃纤维的含量为15-25重量份，所述催化剂的含量为1-4重量份，所述硫化锌的含量为2-10重量份。
优选的，相对于100重量份的PBT，所述PET的含量为60-70重量份，所述对苯二甲酸的含量为25-30重量份，所述氢氧化镁的含量为13-17重量份，所述氢氧化铝的含量为13-17重量份，所述玻璃纤维的含量为17-21重量份，所述催化剂的含量为2-3重量份，所述硫化锌的含量为5-7重量份。
优选的，所述催化剂选用二丁基锡、辛酸亚锡和三苯基锡中的一种或多种。
优选的，所述玻璃纤维的直径为20-35um。
优选的，所述步骤（2）中挤出机的温度控制在200-230℃，螺杆的转速为200-280rpm。
优选的，所述步骤（4）中注塑温度为200-245℃，注塑压力为70-85MPa。
优选的，所述步骤（3）中，所述酯化反应的时间为20-35min。
本发明还提供一种PBT塑料，所述PBT塑料由上述的制备方法制得。
有益效果：本发明提供了一种PBT塑料的制备工艺，PBT和PET都具有优良的机械性能，机械强度高，耐疲劳性和尺寸稳定好等优点，使PBT和PET共混，，PBT与PET同属于聚酯，化学结构相似，共混时能达到性能互补的目的，并且它们之间具有良好的互溶性，共混时能显著增强PBT塑料的力学性能，针对传统的PBT塑料阻燃性能较差的问题，本发明提供的PBT塑料中加有氢氧化镁和氢氧化铝，氢氧化镁和氢氧化铝是塑料、橡胶制品中优良的阻燃剂，加入到PBT和PET中有着良好的阻燃效果和消烟效果，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂，同时原料中还包括玻璃纤维，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，玻璃纤维一方面具有较强的阻燃能力，另一方面玻璃纤维有着良好的力学性能，共混后能显著增强PBT塑料整体的力学强度、耐热性能和阻燃性能。在本发明中，白色颜料选用硫化锌代替传统的钛白粉，硫化锌不但能起到白色颜料的效果，而且可以增强PBT塑料的机械强度。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1
将100kg聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、60kg聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、25kg对苯二甲酸、13kg氢氧化镁、13kg氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；将混合物M和17kg玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的温度控制在200℃，螺杆的转速为200rpm，得到粒料；将粒料在230℃下烘烤20min，形成熔融的PBT浆料，加入2kg二丁基锡后送入酯化反应器，在温度260℃，压力为10KPa条件下进行酯化反应20min，得到PET酯化产物N；将PET酯化产物N和5kg硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，注塑温度为200℃，注塑压力为70MPa，冷却后既得所述PET塑料，其中，所述玻璃纤维的直径为20um。
实施例2
将100kg聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、70kg聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、30kg对苯二甲酸、17kg氢氧化镁、17kg氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；将混合物M和玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的温度控制在230℃，螺杆的转速为280rpm，得到粒料；将粒料在250℃下烘烤40min，形成熔融的PBT浆料，加入3kg辛酸亚锡后送入酯化反应器，在温度300℃，压力为30KPa条件下进行酯化反应35min，得到PET酯化产物N；将PET酯化产物N和7kg硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，注塑温度为245℃，注塑压力为85MPa，冷却后既得所述PET塑料，其中，所述玻璃纤维的直径为35um。
实施例3
将100kg聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、65kg聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、27kg对苯二甲酸、15kg氢氧化镁、15kg氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；将混合物M和19kg玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的温度控制在210℃，螺杆的转速为250rpm，得到粒料；将粒料在240℃下烘烤30min，形成熔融的PBT浆料，加入2.5kg三苯基锡后送入酯化反应器，在温度275℃，压力为15KPa条件下进行酯化反应28min，得到PET酯化产物N；将PET酯化产物N和6kg硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，注塑温度为230℃，注塑压力为77MPa，冷却后既得所述PET塑料，其中，所述玻璃纤维的直径为27um。
实施例4
制备工艺与实施例1相同，不同的是，相对于100kg的PBT，所述PET的含量为55kg，所述对苯二甲酸的含量为20kg，所述氢氧化镁的含量为10kg，所述氢氧化铝的含量为10kg，所述玻璃纤维的含量为15kg，所述催化剂的含量为1kg，所述硫化锌的含量为2kg。
实施例5
制备工艺与实施例3相同，不同的是，相对于100kg的PBT，所述PET的含量为75kg，所述对苯二甲酸的含量为35kg，所述氢氧化镁的含量为20kg，所述氢氧化铝的含量为20kg，所述玻璃纤维的含量为25kg，所述催化剂的含量为4kg，所述硫化锌的含量为10kg。
对比例1
制备工艺与实施例1相同，不同的是，相对于100kg的PBT，所述PET的含量为45kg，所述对苯二甲酸的含量为10kg，所述氢氧化镁的含量为5kg，所述氢氧化铝的含量为5kg，所述玻璃纤维的含量为10kg，所述催化剂的含量为0.2kg，所述硫化锌的含量为1kg。
对比例2
制备工艺与实施例3相同，不同的是，相对于100kg的PBT，所述PET的含量为85kg，所述对苯二甲酸的含量为45kg，所述氢氧化镁的含量为30kg，所述氢氧化铝的含量为30kg，所述玻璃纤维的含量为35kg，所述催化剂的含量为8kg，所述硫化锌的含量为15kg。
表1
| 编号 | 拉伸强度（MPa） | 燃烧速度（cm/min） | 弯曲强度（MPa） |
| 实施例1 | 108 | 0.71 | 178 |
| 实施例2 | 110 | 0.72 | 176 |
| 实施例3 | 112 | 0.69 | 169 |
| 实施例4 | 108 | 0.85 | 145 |
| 实施例5 | 101 | 0.81 | 161 |
| 对比例1 | 78 | 1.25 | 110 |
| 对比例2 | 75 | 1.22 | 119 |
通过表1可以看出，在本发明范围内制得的PBT塑料，其拉伸强度、弯曲强度等力学性能要大于在本发明范围外制得的PBT塑料，在本发明范围内制得的PBT塑料，其燃烧速度要低于在本发明范围外制得的PBT塑料，说明在范围内制得的PBT塑料阻燃性能较好，同时，在本发明优选的范围内制得的PBT塑料，其力学性能和阻燃性能更优。
本发明提供了一种PBT塑料的制备工艺，使PBT和PET共混，PBT与PET同属于聚酯，化学结构相似，共混时能达到性能互补的目的，并且它们之间具有良好的互溶性，共混时能显著增强PBT塑料的力学性能，针对传统的PBT塑料阻燃性能较差的问题，本发明提供的PBT塑料中加有氢氧化镁和氢氧化铝，其都具有很好的阻燃性能，同时原料中还包括玻璃纤维，玻璃纤维一方面具有较强的阻燃能力，另一方面玻璃纤维有着良好的力学性能，共混后能显著增强PBT塑料整体的力学强度、耐热性能和阻燃性能。在本发明中，白色颜料选用硫化锌代替传统的钛白粉，硫化锌不但能起到白色颜料的效果，而且可以增强PBT塑料的机械强度。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种PBT塑料的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括：
（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、对苯二甲酸、氢氧化镁、氢氧化铝混合均匀，形成混合物M；
（2）将混合物M和玻璃纤维混合后送入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（3）将步骤（2）中的粒料在230-250℃下烘烤20-40min，形成熔融的PBT浆料，加入催化剂后送入酯化反应器，在温度260-300℃，压力为10-30KPa条件下进行酯化反应，得到PET酯化产物N；
（4）将PET酯化产物N和硫化锌混合，并送入注塑机中注塑成型，冷却后既得所述PET塑料，其中，
相对于100重量份的PBT，所述PET的含量为55-75重量份，所述对苯二甲酸的含量为20-35重量份，所述氢氧化镁的含量为10-20重量份，所述氢氧化铝的含量为10-20重量份，所述玻璃纤维的含量为15-25重量份，所述催化剂的含量为1-4重量份，所述硫化锌的含量为2-10重量份。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，相对于100重量份的PBT，所述PET的含量为60-70重量份，所述对苯二甲酸的含量为25-30重量份，所述氢氧化镁的含量为13-17重量份，所述氢氧化铝的含量为13-17重量份，所述玻璃纤维的含量为17-21重量份，所述催化剂的含量为2-3重量份，所述硫化锌的含量为5-7重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，所述催化剂选用二丁基锡、辛酸亚锡和三苯基锡中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为20-35um。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（2）中挤出机的温度控制在200-230℃，螺杆的转速为200-280rpm。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（4）中注塑温度为200-245℃，注塑压力为70-85MPa。
7.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，所述酯化反应的时间为20-35min。
8.一种PBT塑料，其特征在于，所述PBT塑料由权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得。
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