CN107400343A - 一种阻燃耐刮擦pbt复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃耐刮擦PBT复合材料，其组成按重量份为：PBT为60份‑80份；阻燃剂为14份‑16份；协效阻燃剂为3份‑5份；耐刮擦母粒为10份‑16份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；相容剂为0.1份‑0.3份。本发明提供的耐刮擦母粒，不但提升了PBT复合材料的耐刮擦性能，而且提高了PBT复合材料的物理性能；阻燃剂的加入提升了PBT复合材料的阻燃性能；硅酸钙晶须具有典型的多孔结构，它能够催化膨胀成碳，提升PBT复合材料的阻燃性能。

Description

一种阻燃耐刮擦PBT复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种阻燃耐刮擦PBT复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)因其性能优异、来源广、易加工，成为现代应用最广泛的塑料之一。PBT具有良好的耐疲劳性，较好的耐热性，优良的尺寸稳定性等优点，但是它的阻燃板性能和耐刮擦性能一般。在一些特定的应用领域，对PBT有阻燃、耐刮擦以及更高物理性能的要求，普通PBT复合材料无法满足要求。
本发明创造性地采用阻燃剂和耐刮擦母粒来改性PBT，改善它的阻燃、耐刮擦性能、物理性能，扩展了PBT复合材料的使用范围，具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃耐刮擦PBT复合材料及其制备方法，以解决现有技术的PBT的阻燃性能及耐刮擦性能不高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃耐刮擦PBT复合材料，其组成按重量份为：
所述阻燃剂为十溴二苯乙烷或者八溴双酚S醚。
所述协效阻燃剂为硅酸钙晶须，直径为6-10μm。
所述耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成：
所述耐刮擦母粒的制备包括如下步骤：
(1)称取70份-90份的PP，12份-16份聚四氟乙烯、16份-20份玄武岩纤维、0.1份-0.3份AC-201、0.1份-0.5份EBS；
(2)将步骤(1)的物料放入高速搅拌机内，在30-40℃运行2-4h；
(3)将步骤(2)所得的混合料加入到挤出机中，挤出造粒，即得到耐刮擦母粒。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂AC-201。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
所述相容剂为SEBS-g-MAH。
上述任一项阻燃耐刮擦PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取重量份为60份-80份的PBT、14份-16份阻燃剂、3份-5份协效阻燃剂、10份-16份耐刮擦母粒、0.1份-0.5份的抗氧剂及0.1份-0.3份相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PBT复合材料。
所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度200～220℃，二区温度240～260℃，三区温度240～260℃，四区温度240～260℃，五区温度240～260℃，六区温度240～260℃，机头温度240～260℃；螺杆转速200～260r/min。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的耐刮擦母粒，不但提升了PBT复合材料的耐刮擦性能，而且提高了PBT复合材料的物理性能。
2、阻燃剂的加入提升了PBT复合材料的阻燃性能。
3、硅酸钙晶须具有典型的多孔结构，它能够催化膨胀成碳，提升PBT复合材料的阻燃性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本发明各实施例中所用的原料如下：
PBT(型号2002U)，日本宝理；十溴二苯乙烷，武汉兴众诚科有限公司；八溴双酚S醚，山东博涛集团有限公司；硅酸钙晶须，潞城金晟矿物纤维科技有限公司；抗氧剂(型号Irganox1010、Irganox168、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；SEBS-g-MAH，苏州亚赛塑化有限公司。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种阻燃耐刮擦PBT复合材料，其组成按重量份为：
阻燃剂为十溴二苯乙烷或者八溴双酚S醚。
协效阻燃剂为硅酸钙晶须，直径为6-10μm。
耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成：
耐刮擦母粒的制备包括如下步骤：
(1)称取70份-90份的PP，12份-16份聚四氟乙烯、16份-20份玄武岩纤维、
0.1份-0.3份AC-201、0.1份-0.5份EBS；
(2)将步骤(1)的物料放入转速为200-280r/min的高速搅拌机内，在30-40℃运行2-4h；
(3)将步骤(2)所得的混合料加入到挤出机中，挤出造粒，即得到耐刮擦母粒。
步骤(3)中的挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，
二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃；螺杆转速180～260r/min。
偶联剂为钛酸酯偶联剂AC-201。
润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺EBS。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(Irganox1330)中的一种或多种。
相容剂为SEBS-g-MAH。
上述任一项阻燃耐刮擦PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取重量份为60份-80份的PBT、14份-16份阻燃剂、3份-5份协效阻燃剂、10份-16份耐刮擦母粒、0.1份-0.5份的抗氧剂及0.1份-0.3份相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PBT复合材料。
步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度200～220℃，二区温度240～260℃，三区温度240～260℃，四区温度240～260℃，五区温度240～260℃，六区温度240～260℃，机头温度240～260℃；螺杆转速200～260r/min。
实施例1
(1)称取重量份为60份PBT、14份十溴二苯乙烷、3份硅酸钙晶须、10份耐刮擦母粒、0.1份Irganox1330和0.1份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度240℃，机头温度240℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取重量份为80份PBT、16份八溴双酚S醚、5份硅酸钙晶须、16份耐刮擦母粒、0.3份Irganox1010、0.2份Irganox168和0.3份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度220℃，二区温度260℃，三区温度260℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度260℃，机头温度260℃,螺杆转速260r/min。
实施例3
(1)称取重量份为70份PBT、15份十溴二苯乙烷、4份硅酸钙晶须、13份耐刮擦母粒、0.2份Irganox1330、0.1份Irganox168、0.2份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度210℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，机头温度250℃,螺杆转速230r/min。
实施例4
(1)称取重量份为75份PBT、14份十溴二苯乙烷、3份硅酸钙晶须、12份耐刮擦母粒、0.1份Irganox1330、0.1份Irganox1010、0.2份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度210℃，二区温度245℃，三区温度245℃，四区温度245℃，五区温度245℃，六区温度245℃，机头温度245℃,螺杆转速255r/min。
实施例5
(1)称取重量份为80份PBT、15份八溴双酚S醚、5份硅酸钙晶须、13份耐刮擦母粒、0.2份Irganox1010、0.1份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度215℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，机头温度255℃,螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取重量份为75份PBT、0.2份Irganox1010、0.1份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PBT复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度215℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，机头温度255℃,螺杆转速255r/min。
将上述实施例1-5及对比例1制备的PBT复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
注；耐刮擦性能按照上海大众的PV 3952《塑料内饰件耐刮伤测试》标准进行测试，其中使用20N的载荷，结果测试用色差仪测试实验前后△L的大小。
通过上表对比可看出，本发明制得的PBT复合材料较对比例中PBT相比，阻燃性能、耐刮擦性能、物理性能也得到了提高，对于扩展PBT复合材料的应用领域，具有非常现实的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，其组成按重量份为：
2.根据权利要求1所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷或者八溴双酚S醚。
3.根据权利要求1所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述协效阻燃剂为硅酸钙晶须，直径为6-10μm。
4.根据权利要求1所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成：
5.根据权利要求5所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述耐刮擦母粒的制备包括如下步骤：
(1)称取70份-90份的PP，12份-16份聚四氟乙烯、16份-20份玄武岩纤维、0.1份-0.3份AC-201、0.1份-0.5份EBS；
(2)将步骤(1)的物料放入高速搅拌机内，在30-40℃运行2-4h；
(3)将步骤(2)所得的混合料加入到挤出机中，挤出造粒，即得到耐刮擦母粒。
6.根据权利要求4所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂AC-201；所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
7.根据权利要求1所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料，其特征在于，所述相容剂为SEBS-g-MAH。
9.上述权利要求1至8中任一项阻燃耐刮擦PBT复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取重量份为60份-80份的PBT、14份-16份阻燃剂、3份-5份协效阻燃剂、10份-16份耐刮擦母粒、0.1份-0.5份的抗氧剂及0.1份-0.3份相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PBT复合材料。
10.根据权利要求9所述的阻燃耐刮擦PBT复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度200～220℃，二区温度240～260℃，三区温度240～260℃，四区温度240～260℃，五区温度240～260℃，六区温度240～260℃，机头温度240～260℃；螺杆转速200～260r/min。
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