CN110016209A - 一种gwit850℃增强阻燃pbt及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种GWIT850℃增强阻燃PBT及其制备方法和应用。本发明提供的GWIT850℃增强阻燃PBT由以下重量百分数的原料组成：PBT树脂40％；PET树脂6‑12％；溴系阻燃剂7‑16％；锑化合物0.5‑1％；磷酸盐5‑12％，助剂2％，玻璃纤维30％。本发明还提供上述GWIT850℃增强阻燃PBT的制备方法，具体为先将锑化合物、磷酸盐和助剂按各自重量百分数配比打粉混合，然后各原料按重量百分数加入高速搅拌机中混合均匀，玻纤从侧喂料或玻纤口加入，双螺杆挤出机熔融挤出造粒即得。本发明提供的增强阻燃PBT具有GWIT850℃和1.6mmV0级阻燃，外观良好，冲击强度不损失。

Description

一种GWIT850℃增强阻燃PBT及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种GWIT850℃增强阻燃PBT及其制备方法和应用，该材料主要应用于电子电器。
背景技术
PBT树脂是聚对苯二甲酸丁二醇酯，五大通用工程塑料之一，但价格比PP(聚丙烯)还便宜。PBT加玻纤增强后具有高强度，应用于耐水解汽车接插件、把手、绝缘性高的制件和配件、车灯骨架，耐冷媒增强PBT用于冰箱消音器；增强阻燃PBT应用于接插件、线圈骨架、冷却风扇、散热格栅、电机叶柄、继电器、开关和连接器等。
PBT较尼龙的优势有以下几点：一是绝缘性好，吸水率低，应用于高压电器，二是价格便宜，原料树脂价格便宜，阻燃剂添加量少，总体材料性价比远高于尼龙；PBT使用也多，应用范围越来越广。
而在高GWIT(灼热丝起燃温度)增强阻燃PBT开发方面，广东顺德顺炎新材料公司的发明专利公开了一种850℃灼热丝不起燃的阻燃增强PBT,主要阻燃剂是溴系，协效阻燃剂包括MCA、锑酸钠、磷酸三苯酯TPP、硼酸锌，可见协效阻燃剂包含了三聚氰胺类、锑类、磷酸酯类三大类和硼酸锌；还有该公司在另一篇发明专利中阻燃剂不仅有部分前面列出的类型，又扩大到高岭土、硅灰石两种无机物。
东莞市百思特塑胶公司和南通开普乐工程塑料公司的两篇发明专利采用的阻燃剂是溴系和碳酸钙、有机膨润土、氮化硼、氢氧化镁、氧化钙、氢氧化铝以及磷酸酯类PX-220，三聚氰胺类MPP，MC-25。
2018年杭州本松新材料公司的一种阻燃PBT/PET合金，总结了之前制备高灼热丝增强PBT方面的缺点：三聚氰胺一类物质，包括MPP、MC-25，存在分解温度低，易析出，黑色产品表面差的缺点，磷酸三苯酯与溴系阻燃剂共同存在时加工气味大，反复加工力学性能和灼热丝温度均变差，MCA容易导致材料力学性能下滑严重，并且在玻纤体系中效果差。针对缺点，该公司抛弃了三聚氰胺类、磷酸酯类、硼酸锌阻燃剂，选择了溴锑和无机矿物高岭土，深入研究高岭土与溴锑的协效性，还研究了锑含量对材料灼热丝温度的影响。
基于最新的知识和团队取得的成绩，作者在已申请国家发明专利[CN201811625016.6]中选择无机物深入研究其与溴锑的协效作用，团队前期工作得出的LHX999无机物在尼龙中与溴锑具有高效协效作用，而在PBT中没有发现同种作用；所以选用另一种协效剂磷酸盐运用到PBT增强阻燃中，试图获得高灼热丝增强阻燃PBT材料。该磷酸盐是一种大分子结晶型多聚磷酸盐结构体系，针对PBT、PET加纤增强等改性阻燃材料满足750℃，850℃灼热丝GWIT标准而专门研发的新型合成磷酸盐多分子结构体系阻燃剂，该产品与树脂有极好的相容性，具有优异的分散性、流动性、耐水解性；对产品机械性能影响小，可以大量吸收热能的中间体，在树脂裂变或燃烧时会带走大量的热量特性，添加成本低是一种高效环保型阻燃剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种GWIT850℃增强阻燃PBT及其制备方法和应用，克服现有技术中外观差、气味大、力学性能差的缺点，还能带来成本低、组分少而简便的优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其由以下重量百分数的原料组成：PBT树脂40％；PET树脂6-12％；溴系阻燃剂7-16％；锑化合物0.5-1％；磷酸盐5-12％，助剂2％，玻纤30％。
上述技术方案所提供的GWIT850℃增强阻燃PBT，其不添加三聚氰胺类物质，可以避免热分解析出黑色物质的问题；其不添加磷酸三苯酯，可以避免磷酸三苯酯与溴系阻燃剂共同存在时加工气味大的问题；采用多聚磷酸盐与树脂有极好的相容性，一方面可以省去增韧剂，另一方面可以解决PBT树脂和PET树脂模量高导致添加增韧剂效果不好的问题。并且，该GWIT850℃增强阻燃PBT可以满足GWIT850℃的各项性能要求。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。
具体的，所述聚酯树脂通用牌号，河南开详PBT KX9100，仪征PET SB500。
优选的，所述溴系阻燃剂为溴化环氧树脂，其牌号为开美化学KBE-2025K。
优选的，所述磷酸盐为深圳瑞鸿RH-GWIT-850。
具体的，所述助剂由黑色母、抗氧剂和润滑剂任意比例混合而成，黑色母为UN6073，抗氧剂为1010和168，润滑剂为硬脂酸钙和PE蜡、PETS。
本发明还提供了上述GWIT850℃增强阻燃PBT的制备方法，包括以下步骤：制备粉状的所述锑化合物、所述磷酸盐及所述助剂，然后将各原料按配方比例混合均匀，再混合玻纤，熔融挤出造粒，即得。
上述制备方法简单有效，获得的GWIT850℃增强阻燃PBT性能稳定。
制备方法具体为：将协效剂和助剂打粉混匀，再与PBT、PET树脂、溴系阻燃剂按各自重量百分数加入高速搅拌机中混合均匀，玻纤从侧喂料或玻纤口加入，双螺杆挤出机熔融挤出造粒，挤出温度为180-260℃，螺杆转速为300-400转/分。
本发明还提供了GWIT850℃增强阻燃PBT的应用，作为电子阻燃材料或电器阻燃材料。
本发明所提供的GWIT850℃增强阻燃PBT复合高性能电子阻燃材料或电器阻燃材料要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)协效剂磷酸盐和锑与溴系阻燃剂高效协同，阻燃良好同时GWIT850℃。
2)采用磷酸盐制作的增强阻燃PBT外观良好，力学性能保持，不会发脆。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明采用的方法未经特别说明均为常规方法，本发明使用的原材料未经特别说明均为市售产品。
实施例1
一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其通过以下方法制备：将助剂0.2kg和磷酸盐0.6kg，打粉混合，加入高速混料机，再加入4kgPBT、0.6kgPET、1.6kg溴化环氧，混匀后双螺杆挤出机中熔融挤出，玻璃纤维侧喂料或玻纤口加入3kg，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-400转/分。
实施例2
一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其通过以下方法制备：将助剂0.2kg和磷酸盐0.55kg和三氧化二锑0.05kg，打粉混合，加入高速混料机，再加入4kgPBT、0.7kgPET、1.5kg溴化环氧，混匀后双螺杆挤出机中熔融挤出，玻璃纤维侧喂料或玻纤口加入3kg，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-400转/分。
实施例3
一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其通过以下方法制备：将助剂0.2kg和磷酸盐0.5kg和三氧化二锑0.1kg，打粉混合，加入高速混料机，再加入4kgPBT、0.8kgPET、1.4kg溴化环氧，混匀后双螺杆挤出机中熔融挤出，玻璃纤维侧喂料或玻纤口加入3kg，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-400转/分。
对比例1
一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其通过以下方法制备：将助剂0.2kg，4kgPBT、1.2kgPET、1.6kg溴化环氧，加入高速混料机，混匀后双螺杆挤出机中熔融挤出，玻璃纤维侧喂料或玻纤口加入3kg，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-400转/分。
对比例2
一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其通过以下方法制备：将助剂0.2kg和磷酸盐1.2kg和三氧化二锑0.1kg，打粉混合，加入高速混料机，再加入4kgPBT、0.8kgPET、0.7kg溴化环氧，混匀后双螺杆挤出机中熔融挤出，玻璃纤维侧喂料或玻纤口加入3kg，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-400转/分。
性能测试
缺口冲击强度按ISO180测试；拉伸强度按ISO527测试；弯曲强度和模量按ISO178测试、密度按ISO1183测试；灼热丝起燃温度按IEC60695-2-13测试，热变形温度1.80MPa按ISO75测试；垂直燃烧按UL-94测试；熔指260℃2.16kg按ISO1133测试；外观由注塑色板目视得到。由上表可知，实施例1、2、3的材料性能GWIT850℃阻燃V0，良好外观和高强度。
从对比例1与实施例1看出磷酸盐能提高GWIT温度；从对比例2与实施例3看出磷酸盐确实会降低材料的性能，但重点指标缺口冲击强度没有降低，保持了，从实施例1和对比例1也看出只要是5-6％的磷酸盐添加量材料的性能不会严重下滑，只有轻微下降，而缺口冲击强度不下降，材料才不脆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其特征在于，由以下重量百分数的原料组成：PBT树脂40％；PET树脂6-12％；溴系阻燃剂7-16％；锑化合物0.5-1％；磷酸盐5-12％，助剂2％，玻璃纤维30％。
2.根据权利要求1所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其特征在于，所述溴系阻燃剂为溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、聚丙烯酸五溴苄酯、四溴双酚A聚碳酸酯中的任意一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其特征在于，所述锑化合物选自三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸盐中的任意一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT，其特征在于，所述磷酸盐为大分子结晶型多聚磷酸盐。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT，所述助剂为色母、增韧剂、镭雕粉、抗静电剂、紫外吸收剂、抗氧剂、脱模剂、热稳定剂、润滑剂、成核剂、酯交换抑制剂、界面改性剂、扩链剂中的任意一种或几种的混合物。
6.一种如权利要求1至5任一所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备粉状的所述锑化合物、所述磷酸盐及所述助剂，然后将除了玻璃纤维的各原料按配方比例混合均匀，再按配方比例加入玻璃纤维，熔融挤出造粒，即得。
7.一种如权利要求1至5任一所述的一种GWIT850℃增强阻燃PBT的应用，其特征在于，作为电子阻燃材料或电器阻燃材料。
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