CN110041668A - 一种高刚性增强无卤阻燃ptt/pc合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，按重量份数计包括如下组分：聚对苯二甲酸1，3‑丙二醇酯（PTT）35~45份、聚碳酸酯（PC）10~15份、玻璃纤维30~40份、阻燃剂15~20份、酯交换抑制剂0.1~0.5份、抗氧剂1010 0.02~0.05份、抗氧剂168 0.02~0.05份、成核剂0.5~3份、相容增韧剂2~5份。本发明的合金材料具有防火耐热等特征，用于防火要求的电器受力件、结构件、配件使用的耐热、高性能工程塑料，采用安全环保原料制得，广泛应用于家电、机械等领域有受力结构、阻燃、耐候等要求的产品。

Description

一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及了一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料。
背景技术
PTT（聚对苯二甲酸1，3-丙二醇脂）是国内应用不广泛的热塑材料之一，它结构与PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PET（聚对苯二甲酸已二醇酯）类似，但是其总和性能优于PBT增强后总和性能高于PET、PC，且无PC内应力开裂的弱点，其增强材料具有PA66（聚酰胺树脂）类似性能，且吸湿性远低于PA66。因此，PTT是很有竞争力的新工程塑料，有广阔的空间。
但PTT 受热易翘曲变形，低温模下制件表面粗糙且浮纤较多，且相比耐电痕化指数(CTI) 较低，影响了PTT 材料的使用性能。
PC（聚碳酸酯）是最常用的工程塑料之一，拥有良好的物理性能，化学性能及电性能。但是其耐热刚性低于PTT，尺寸较PTT稳定且耐电痕化指数（CTI）值高，表面好。
PTT/PC合金目前由于市场需求目前已有部分厂家生产开发，但阻燃PTT/PC目前技术不成熟，尤其是无卤增强阻燃体系的产品。
常规PTT/PC合金不具备阻燃防火的特性，使其使用范围受到限制。具有阻燃特性后的ASA（丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物）/ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）可广泛用于户外有耐候要求的电器设备配件上替代阻燃PC及阻燃PTT以达到更好的效果。
增强阻燃PTT/PC合金的成本相对增强阻燃PC、增强阻燃PTT，具有较高的性价比。其刚性高，适应更苛刻的环境，更低的成本。可在接线端子、点火线圈领域替代增强阻燃PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），具有结晶快易加工，价格低等优势。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，不仅具有优异的力学性能、耐候等优点，同时具有防火的特征。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，按重量份数计包括如下组分：
聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT） 35~45份
聚碳酸酯（PC） 10~15份
玻璃纤维 30~40份
阻燃剂 15~20份
酯交换抑制剂 0.1~0.5份
抗氧剂1010 0.02~0.05份
抗氧剂168 0.02~0.05份
成核剂 0.5~3份
相容增韧剂 2~5份。
作为一种优选方案，所述聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯的特征粘度为0.9。
作为一种优选方案，所述聚碳酸酯的特征粘度为2.8。
作为一种优选方案，所述玻璃纤维为聚酯类专用短玻纤。
作为一种优选方案，所述阻燃剂为环保磷酸酯类聚合物及环保天然矿物添加剂中的一种或多种组分复合物。
作为一种优选方案，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠、MBS树脂中的一种或两种。
作为一种优选方案，所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
作为一种优选方案，所述成核剂为布吕格曼成核剂。
本发明还公开了一种制备所述PTT/PC合金材料的方法，包括如下步骤：
（1）准备原料：按重量份数计包括聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT）35~45份、聚碳酸酯（PC）10~15份、玻璃纤维30~40份、阻燃剂15~20份、酯交换抑制剂0.1~0.5份、抗氧剂10100.02~0.05份、抗氧剂168 0.02~0.05份、成核剂0.5~3份、相容增韧剂2~5份；
（2）将PTT、PC预先烘干：烘干温度120度，烘干时间3小时；
（3）将上述配比称好的原料按序添加共混，在高速搅拌机中混合共计10min，然后送至双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出；双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，一区的加工温度为230℃，二区的加工温度为230℃，三区的加工温度为255℃，四区的加工温度为265℃，五区的加工温度为275℃，六区的加工温度为265℃，七区的加工温度为265℃，八区的加工温度为255℃，九区的加工温度245℃，十区的加工温度为245℃，主机转速为450-550 转/分钟；
（4）原料经挤出后冷却、切粒、干燥，最后包装，即得本发明的合金材料。
其中，复合型阻燃剂是通过分步预混分散加入的。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）本发明的合金材料采用添加环保形无卤复合阻燃剂使材料具有防火的特征；
（2）本发明采用亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠中预付酯交换反应，从而维持材料基本性能；
（3）本发明的合金材料使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇作为相容增韧剂，达到材料相容性高，内应力小,韧性高从而提高产品使用范围；
（4）本发明的合金材料使用成核剂提高PTT结晶速度，减少应力及翘曲。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，按重量份数计包括如下组分：
聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT） 45份
聚碳酸酯（PC） 10份
玻璃纤维 30份
阻燃剂 15份
酯交换抑制剂 0.3份
抗氧剂1010 0.02份
抗氧剂168 0.02份
成核剂 1份
相容增韧剂 3份。
具体的，所述聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯的特征粘度为0.9。
具体的，所述聚碳酸酯的特征粘度为2.8。
具体的，所述玻璃纤维为聚酯类专用短玻纤。
具体的，所述阻燃剂为环保磷酸酯类聚合物及环保天然矿物添加剂中的一种或多种组分复合物。
进一步的，所述阻燃剂环保磷酸酯类聚合物为磷酸酯系列BDP（双酚A一双）、TPP（硫胺素焦磷酸酯）类，环保天然矿物添加剂为金属镁、锌、锑等含有结晶水或不含结晶水的天然氧化物。
具体的，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠、MBS树脂中的一种或两种。
进一步的，MBS树脂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
具体的，所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
具体的，所述成核剂为布吕格曼成核剂，具体为产品P250。
本发明还公开了一种制备所述PTT/PC合金材料的方法，包括如下步骤：
（1）准备原料：按重量份数计包括聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT）45份、聚碳酸酯（PC）10份、玻璃纤维30份、阻燃剂15份、酯交换抑制剂0.3份、抗氧剂1010 0.02份、抗氧剂168 0.02份、成核剂1份、相容增韧剂3份；
（2）将PTT、PC预先烘干：烘干温度120度，烘干时间3小时；
（3）将上述配比称好的原料按序添加共混，在高速搅拌机中混合共计10min，然后送至双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出；双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，一区的加工温度为230℃，二区的加工温度为230℃，三区的加工温度为255℃，四区的加工温度为265℃，五区的加工温度为275℃，六区的加工温度为265℃，七区的加工温度为265℃，八区的加工温度为255℃，九区的加工温度245℃，十区的加工温度为245℃，主机转速为450-550 转/分钟；
（4）原料经挤出后冷却、切粒、干燥，最后包装，即得本发明的合金材料。
其中，复合型阻燃剂是通过分步预混分散加入的。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，按重量份数计包括如下组分：
聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT） 40份
聚碳酸酯（PC） 10份
玻璃纤维 35份
阻燃剂 15份
酯交换抑制剂 0.3份
抗氧剂1010 0.02份
抗氧剂168 0.02份
成核剂 1份
相容增韧剂 3份。
本发明还公开了一种制备所述PTT/PC合金材料的方法，包括如下步骤：
（1）准备原料：按重量份数计包括聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT）40份、聚碳酸酯（PC）10份、玻璃纤维35份、阻燃剂15份、酯交换抑制剂0.3份、抗氧剂1010 0.02份、抗氧剂168 0.02份、成核剂1份、相容增韧剂3份；
（2）将PTT、PC预先烘干：烘干温度120度，烘干时间3小时；
（3）将上述配比称好的原料按序添加共混，在高速搅拌机中混合共计10min，然后送至双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出；双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，一区的加工温度为230℃，二区的加工温度为230℃，三区的加工温度为255℃，四区的加工温度为265℃，五区的加工温度为275℃，六区的加工温度为265℃，七区的加工温度为265℃，八区的加工温度为255℃，九区的加工温度245℃，十区的加工温度为245℃，主机转速为450-550 转/分钟；
（4）原料经挤出后冷却、切粒、干燥，最后包装，即得本发明的合金材料。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，按重量份数计包括如下组分：
聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT） 40份
聚碳酸酯（PC） 10份
玻璃纤维 40份
阻燃剂 15份
酯交换抑制剂 0.3份
抗氧剂1010 0.02份
抗氧剂168 0.02份
成核剂 1份
相容增韧剂 3份。
本发明还公开了一种制备所述PTT/PC合金材料的方法，包括如下步骤：
（1）准备原料：按重量份数计包括聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT）40份、聚碳酸酯（PC）10份、玻璃纤维40份、阻燃剂15份、酯交换抑制剂0.3份、抗氧剂1010 0.02份、抗氧剂168 0.02份、成核剂1份、相容增韧剂3份；
（2）将PTT、PC预先烘干：烘干温度120度，烘干时间3小时；
（3）将上述配比称好的原料按序添加共混，在高速搅拌机中混合共计10min，然后送至双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出；双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，一区的加工温度为230℃，二区的加工温度为230℃，三区的加工温度为255℃，四区的加工温度为265℃，五区的加工温度为275℃，六区的加工温度为265℃，七区的加工温度为265℃，八区的加工温度为255℃，九区的加工温度245℃，十区的加工温度为245℃，主机转速为450-550 转/分钟；
（4）原料经挤出后冷却、切粒、干燥，最后包装，即得本发明的合金材料。
综上所述，对实施例1~3所得的合金材料进行产品性能检测，检测结果如表1所示。
表1
综上所述，本发明的合金材料具有防火耐热等特征，用于防火要求的电器受力件、结构件、配件使用的耐热、高性能工程塑料，采用安全环保原料制得，广泛应用于家电、机械等领域有受力结构、阻燃、耐候等要求的产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于，按重量份数计包括如下组分：
聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯（PTT） 35~45份
聚碳酸酯（PC） 10~15份
玻璃纤维 30~40份
阻燃剂 15~20份
酯交换抑制剂 0.1~0.5份
抗氧剂1010 0.02~0.05份
抗氧剂168 0.02~0.05份
成核剂 0.5~3份
相容增韧剂 2~5份。
2.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯的特征粘度为0.9。
3.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述聚碳酸酯的特征粘度为2.8。
4.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述玻璃纤维为聚酯类专用短玻纤。
5.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述阻燃剂为环保磷酸酯类聚合物及环保天然矿物添加剂中的一种或多种组分复合物。
6.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸氢二钠、MBS树脂中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
8.根据权利要求1所述的一种高刚性增强无卤阻燃PTT/PC合金材料，其特征在于：所述成核剂为布吕格曼成核剂。
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