CN106751565A - 一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，涉及高分子材料技术领域，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯120～140份、4‑羟基苯甲酸甲酯22～28份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、辛烯共聚物6～10份、溴化环氧14～22份、溴化聚苯乙烯20～32份、邻苯二甲酸二辛酯15～25份、聚丙烯酸五溴苯酯7～15份、溴代聚苯乙烯10～15份、阻燃聚酯多元醇12～16份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、料石6～10份。本发明的有益之处是，原料成本低，制作工艺简单，并且具备极佳的阻燃性能，安全等级高。

Description

一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(英文名polybutylene terephthalate，简称PBT)又名聚四亚甲基对苯二甲酸酯(polytetramethylenene terephthalate)，是通过对苯二甲酸和1，4-丁二醇缩聚制成的聚酯，是最重要的热塑性聚酯，五大工程塑料之一。
聚对苯二甲酸丁二醇酯为乳白色半透明到不透明、半结晶型热塑性聚酯，具有高耐热性、可以在140℃下长期工作，韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数。不耐强酸、强碱，能耐有机溶剂，可燃，高温下分解。由于这些优良的性能，在汽车、机械设备、精密仪器部件、电子电器、纺织等领域得到广泛的应用，近年来在技术、应用、产能、产量等得到飞快发展，特别是在中国。2003年全球PBT的产能约58万吨/年，2010年已超过120万吨/年。中国2011年的产能超过30万吨/年，成为全球产能最多的国家。
聚对苯二甲酸丁二醇酯以其良好的成型加工性能和较高的性能价格比成为工程塑料的后起之秀，具有优良的综合性能。但当前使用的聚对苯二甲酸丁二醇酯普遍存在阻燃性较差的问题，当使用场所发生火灾事故，容易造成大面积的燃烧或严重后果，导致损失惨重。因此，研制出一种具有阻燃效果的聚对苯二甲酸丁二醇酯材料显得至关重要。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，原料成本低，制作工艺简单，并且具备极佳的阻燃性能，安全等级高。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯120～140份、4-羟基苯甲酸甲酯22～28份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、辛烯共聚物6～10份、溴化环氧14～22份、溴化聚苯乙烯20～32份、邻苯二甲酸二辛酯15～25份、聚丙烯酸五溴苯酯7～15份、溴代聚苯乙烯10～15份、阻燃聚酯多元醇12～16份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、料石6～10份、凯夫拉3～8份、脱模剂22～27份、抗静电剂16～23份、稳定剂15～20份；
所述脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
所述抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
所述稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
进一步地，所述的一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、4-羟基苯甲酸甲酯25份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、辛烯共聚物8份、溴化环氧18份、溴化聚苯乙烯26份、邻苯二甲酸二辛酯19份、聚丙烯酸五溴苯酯12份、溴代聚苯乙烯13份、阻燃聚酯多元醇14份、氢氧化铝12份、氢氧化镁9份、三氧化二锑22份、酚醛树脂16份、伊利石10份、料石8份、凯夫拉5份、脱模剂24份、抗静电剂18份、稳定剂18份；
所述脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
所述抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
所述稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
进一步地，所述的一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯加热至130～145℃，备用；
(3)将4-羟基苯甲酸甲酯、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、辛烯共聚物、溴化环氧、溴化聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯、阻燃聚酯多元醇、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、料石、凯夫拉放入到搅拌机中，以110～126r/min的速度搅拌20～30min后，接着将脱模剂、抗静电剂和稳定剂也放入到搅拌机中，再以90～105r/min的速度搅拌35～45min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到热熔机中，在210～230℃的温度下，熔炼40～50min；
(5)将步骤(4)物料倒入制粒机中，制粒，过冷水，即可得到所述阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
进一步地，步骤(4)是在1.5～2.2MPa的压力下进行熔炼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，通过在配方中加入极佳的耐热、耐火材料，以更改聚对苯二甲酸丁二醇酯的原本特性，使之具备较好的防火性能，当出现火灾时能减少经济损失；此外，本发明所选用原料价格低廉，降低经济成本，提高经济效益，有利于大规模的推广和普及。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、4-羟基苯甲酸甲酯25份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、辛烯共聚物8份、溴化环氧18份、溴化聚苯乙烯26份、邻苯二甲酸二辛酯19份、聚丙烯酸五溴苯酯12份、溴代聚苯乙烯13份、阻燃聚酯多元醇14份、氢氧化铝12份、氢氧化镁9份、三氧化二锑22份、酚醛树脂16份、伊利石10份、料石8份、凯夫拉5份、脱模剂24份、抗静电剂18份、稳定剂18份；
脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯加热至138℃，备用；
(3)将4-羟基苯甲酸甲酯、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、辛烯共聚物、溴化环氧、溴化聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯、阻燃聚酯多元醇、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、料石、凯夫拉放入到搅拌机中，以118r/min的速度搅拌25min后，接着将脱模剂、抗静电剂和稳定剂也放入到搅拌机中，再以98r/min的速度搅拌40min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到热熔机中，在220℃的温度下，熔炼45min；
(5)将步骤(4)物料倒入制粒机中，制粒，过冷水，即可得到阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
进一步地，步骤(4)是在1.8MPa的压力下进行熔炼。
实施例2
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯120份、4-羟基苯甲酸甲酯22份、季戊四醇硬脂酸酯15份、硅酮11份、辛烯共聚物6份、溴化环氧14份、溴化聚苯乙烯20份、邻苯二甲酸二辛酯15份、聚丙烯酸五溴苯酯7份、溴代聚苯乙烯10份、阻燃聚酯多元醇12份、氢氧化铝8份、氢氧化镁6份、三氧化二锑18份、酚醛树脂14份、伊利石8份、料石6份、凯夫拉3份、脱模剂22份、抗静电剂16份、稳定剂15份；
脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯加热至130℃，备用；
(3)将4-羟基苯甲酸甲酯、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、辛烯共聚物、溴化环氧、溴化聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯、阻燃聚酯多元醇、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、料石、凯夫拉放入到搅拌机中，以110r/min的速度搅拌20min后，接着将脱模剂、抗静电剂和稳定剂也放入到搅拌机中，再以90r/min的速度搅拌35min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到热熔机中，在210℃的温度下，熔炼40min；
(5)将步骤(4)物料倒入制粒机中，制粒，过冷水，即可得到阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
进一步地，步骤(4)是在1.5MPa的压力下进行熔炼。
实施例3
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯140份、4-羟基苯甲酸甲酯28份、季戊四醇硬脂酸酯22份、硅酮17份、辛烯共聚物10份、溴化环氧22份、溴化聚苯乙烯32份、邻苯二甲酸二辛酯25份、聚丙烯酸五溴苯酯15份、溴代聚苯乙烯15份、阻燃聚酯多元醇16份、氢氧化铝16份、氢氧化镁13份、三氧化二锑25份、酚醛树脂17份、伊利石12份、料石10份、凯夫拉8份、脱模剂27份、抗静电剂23份、稳定剂20份；
脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯加热至145℃，备用；
(3)将4-羟基苯甲酸甲酯、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、辛烯共聚物、溴化环氧、溴化聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯、阻燃聚酯多元醇、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、料石、凯夫拉放入到搅拌机中，以126r/min的速度搅拌30min后，接着将脱模剂、抗静电剂和稳定剂也放入到搅拌机中，再以105r/min的速度搅拌45min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到热熔机中，在230℃的温度下，熔炼50min；
(5)将步骤(4)物料倒入制粒机中，制粒，过冷水，即可得到阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
进一步地，步骤(4)是在2.2MPa的压力下进行熔炼。
4-羟基苯甲酸甲酯：是一种无色结晶或白色结晶性粉末，具有较好的抗菌性，破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并可抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性；
邻苯二甲酸二辛酯：是一种无色透明液体，是有机酯类化合物，是一种常用的塑化剂；
聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯和阻燃聚酯多元醇本身就是具有阻燃效果的高分子化合物，加入氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑进行反应，具有增强阻燃作用的效果；
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性；
伊利石和料石均具备极佳的耐热功能；
凯夫拉：具有永久的耐热阻燃性，极限氧指数Loi大于28，是一种防火材料。
试验对比：
取市售聚对苯二甲酸丁二醇酯、实施例1、实施例2和实施例3样品同时放入到温度值是130℃、湿度值是90％、压力值是1.3MPa的环境下，存放100h后，取出，对外观以及材料力学性能进行检测，结果如下：
拉伸强度按GB/T1040.3-2006测试；弯曲强度按GB/T9341-2008测试；阻燃等级按GB/T2408-2008测试。
从试验结果可看出，采用本发明介绍方法制作出来的聚对苯二甲酸丁二醇酯的阻燃性能和其他力学性能均优越于目前市售产品。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯120～140份、4-羟基苯甲酸甲酯22～28份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、辛烯共聚物6～10份、溴化环氧14～22份、溴化聚苯乙烯20～32份、邻苯二甲酸二辛酯15～25份、聚丙烯酸五溴苯酯7～15份、溴代聚苯乙烯10～15份、阻燃聚酯多元醇12～16份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、料石6～10份、凯夫拉3～8份、脱模剂22～27份、抗静电剂16～23份、稳定剂15～20份；
所述脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
所述抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
所述稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征在于，组合原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、4-羟基苯甲酸甲酯25份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、辛烯共聚物8份、溴化环氧18份、溴化聚苯乙烯26份、邻苯二甲酸二辛酯19份、聚丙烯酸五溴苯酯12份、溴代聚苯乙烯13份、阻燃聚酯多元醇14份、氢氧化铝12份、氢氧化镁9份、三氧化二锑22份、伊利石10份、料石8份、凯夫拉5份、酚醛树脂16份、脱模剂24份、抗静电剂18份、稳定剂18份；
所述脱模剂是将云母粉、脂肪酸、石蜡、甘油、陶土按5：1：6：10：3的质量比混合而成；
所述抗静电剂是将乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯、烷基磺酸钠按2：1：4的质量比混合而成；
所述稳定剂是将有机锡、有机锑按3：2的质量比混合而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯加热至130～145℃，备用；
(3)将4-羟基苯甲酸甲酯、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、辛烯共聚物、溴化环氧、溴化聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸五溴苯酯、溴代聚苯乙烯、阻燃聚酯多元醇、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、料石、凯夫拉放入到搅拌机中，以110～126r/min的速度搅拌20～30min后，接着将脱模剂、抗静电剂和稳定剂也放入到搅拌机中，再以90～105r/min的速度搅拌35～45min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到热熔机中，在210～230℃的温度下，熔炼40～50min；
(5)将步骤(4)物料倒入制粒机中，制粒，过冷水，即可得到所述阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃改性聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，其特征在于，步骤(4)是在1.5～2.2MPa的压力下进行熔炼。
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