CN107266871A - 一种导热阻燃pbt/pa合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热阻燃PBT/PA合金材料，包含有以下组分及其重量分数：PBT13‑38.8%、聚酰胺2‑10%、阻燃剂12‑25%、协效阻燃剂4‑7%、导热填料40‑50%、相容剂3‑5%、抗氧剂0.1‑0.5%、润滑剂0.1‑1%。本发明还公开了该合金材料的制备方法，包括步骤：（1）处理阻燃剂和导热填料：（2）将PBT、聚酰胺、相容剂、抗氧剂在室温下搅拌3min；（3）加入双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。该材料使用溴系阻燃剂，同时加入导热填料；使合金材料达到UL94 V0等级阻燃效果，同时具备良好的导热性能。该合金能够代替部分金属原材料生产零件和外壳，大大降低了生产成本，提高了生产厂家的竞争力。

Description

一种导热阻燃PBT/PA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物改性加工技术领域，涉及一种PBT/PA合金材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)具有力学性能优异、易快速成型、阻燃性和电性能好等优点，目前已广泛应用于电子电器、汽车、机械设备和精密仪器的零部件。已取代铜、锌、铝、及铁铸件等金属材料，酚醛树脂、醇酸树脂等热固性塑料，成为五大通用工程塑料中发展较快的一种。特别是它吸水率低、吸湿对其强度变化影响不大等优点，使其在电子电气方面、汽车工业方面得到广泛应用。但其在某些物理力学性能方面尚存在一些不足，比如对缺口敏感、缺口冲击强度低、高温下刚性差、韧性不足等也严重限制了其应用。
尼龙6(PA6)是重要的工程塑料，具有优良的力学性能、自润滑性和耐化学药品腐蚀性等，成型加工型好，广泛应用于多个领域。但PA6含有的酰胺键使得PA6的分子具有强极性，吸水率大、吸湿后材料力学稳定性和尺寸稳定性变差、电绝缘性降低等，限制了PA6在电子电气等对力学稳定性、尺寸精度以及电绝缘性要求高的行业的应用。
结合PA6与P B T的优势制备共混物，弥补各自缺陷，从而得到综合性能优良的合金材料，可用于高性能的工程塑料。但PA6和P B T的溶解度参数差别较大，是热力学不相容体系，所以在选择相容剂的时候要更加注意。
传统的散热材料通常为金属材料。金属材料具有导热性好、热传输速率高等优点，但其存在比重大、电绝缘性差、加工成型过程不节能不环保、生产效率低，成本高，设计自由度低，不易生产成复杂形状的散热制件等缺点。随着高分子科学技术的进步，高分子材料也成为导电、导热领域的新角色，其应用领域也在不断扩大，如LED照明、电子、机械等。目前对导热高分子材料的研究主要集中在PPS、PA、PP、PC等工程塑料上。在PA/PBT合金上的研究还少有进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种导热阻燃PBT/PA合金材料及其制备方法。该材料使用溴系阻燃剂，同时加入导热填料；使合金材料达到UL94V0等级阻燃效果，同时具备良好的导热性能。该合金能够代替部分金属原材料生产零件和外壳，大大降低了生产成本，提高了生产厂家的竞争力。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种导热阻燃PBT/PA合金材料，由以下组分及其重量份数制成；
所述的PBT为聚对苯二甲酸丁酯，特性粘数1.1-1.5dL/g；
所述的聚酰胺为聚己内酰胺，特性粘数2.3-2.6dL/g
所述的溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂齐聚物、聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯低聚物中的一种或多种；
所述的协效阻燃剂为三氧化二锑、云母、高岭土的一种或多种；
所述的导热填料包括氢氧化镁、氧化镁、导热石墨、氧化石墨烯、导热碳纤维、碳化硅、氧化铝的一种或几种；
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010和168的复配。1010：168＝1：1～1：2
所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、聚乙烯蜡、乙烯丙烯酸共聚物、硬脂酸钙的一种或多种；
一种导热阻燃PBT/PA合金材料的制备方法，包括步骤：
(1)处理阻燃剂和导热填料：将阻燃剂、协效阻燃剂、导热填料、润滑剂及硅烷偶联剂KH550在高速搅拌机中室温下搅拌3min,转速1200-1500rpm。其中，硅烷偶联剂的添加量是阻燃剂、协效阻燃剂、润滑剂、2导热填料总质量的千分之一；
(2)按照比例将PBT、聚酰胺、相容剂、抗氧剂加入高速搅拌机中室温下搅拌3min；
(3)加入双螺杆挤出机中，从玻纤口加入玻璃纤维，经熔融挤出，造粒。
所述的挤出机各段温度为：一区210-220℃，二区220-230℃，三区230-240℃，四区240-250。
本发明的目的是提供一种导热阻燃PBT/PA合金材料及其制备方法。该材料使用溴系阻燃剂，同时加入导热填料；使合金材料达到UL94V0等级阻燃效果，同时具备良好的导热性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
实施例1-9所用原材料配比：
将上述不同配比的原材料进行如下步骤加工处理：
1)处理阻燃剂和导热填料：将阻燃剂、协效阻燃剂、导热填料、润滑剂及硅烷偶联剂KH550在高速搅拌机中室温下搅拌3min,转速1200-1500rpm。其中，硅烷偶联剂的添加量是阻燃剂、协效阻燃剂、润滑剂、导热填料总质量的千分之一；
(2)按照比例将PBT、聚酰胺、相容剂、抗氧剂加入到步骤(1)所述高速搅拌机中室温下混合搅拌2-3min；
(3)加入双螺杆挤出机中，从玻纤口加入玻璃纤维，经熔融挤出，造粒。
所述的挤出机各段温度为：一区210-220℃，二区220-230℃，三区230-240℃，四区240-250。
各实例的性能测试数据依次如下表所示：
该材料使用溴系阻燃剂，同时加入导热填料；使合金材料达到UL94V0等级阻燃效果，同时具备良好的导热性能。该合金能够代替部分金属原材料生产零件和外壳，大大降低了生产成本，提高了生产厂家的竞争力。

Claims (10)

1.一种导热阻燃PBT/PA合金材料，由以下组分及其重量份数制成；
PBT 13-38.8%
聚酰胺 2-10%
溴系阻燃剂 12-25%
协效阻燃剂 4-7%
导热填料 40-50%
相容剂 3-5%
抗氧剂 0.1-0.5%
润滑剂 0.1-1%。
2.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的PBT为聚对苯二甲酸丁酯，特性粘数1.1-1.5dL/g。
3.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的聚酰胺为聚己内酰胺，特性粘数2.3-2.6 dL/g。
4.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂齐聚物、聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯低聚物中的一种或多种。
5.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的协效阻燃剂为三氧化二锑、云母、高岭土的一种或多种。
6.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的导热填料包括氢氧化镁、氧化镁、导热石墨、氧化石墨烯、导热碳纤维、碳化硅、氧化铝的一种或几种。
7.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物。
8.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比1：1~1：2的复配。
9.如权利要求1所述导热阻燃PBT/PA合金材料，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、聚乙烯蜡、乙烯丙烯酸共聚物、硬脂酸钙的一种或多种。
10.权利要求1-9任一项所述导热阻燃PBT/PA合金材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
（1）将阻燃剂、协效阻燃剂、导热填料、润滑剂及硅烷偶联剂KH550 在高速搅拌机中室温下搅拌3min,转速1200-1500rpm；其中，硅烷偶联剂的添加量是阻燃剂、协效阻燃剂、导热填料和润滑剂总重量的千分之一；
（2）按照比例将PBT、聚酰胺、相容剂、抗氧剂加入高速搅拌机中室温下搅拌3-5min；
（3）加入双螺杆挤出机中，从玻纤口加入玻璃纤维，经熔融挤出，造粒；所述的挤出机各段温度为：一区210-220℃，二区220-230℃，三区230-240℃，四区240-250。
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