CN112778710B - 一种高pti高韧性pbt组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种高PTI高韧性PBT组合物及其制备方法与应用。所述高PTI高韧性PBT组合物包括以下按重量份数计算的组分：PBT树脂50～65份、溴系阻燃剂8～16份、锑化合物0～5份、玻璃纤维25～35份、尼龙弹性体2～5份、润滑剂1～2份。本发明通过在PBT树脂中添加特定用量的尼龙弹性体和润滑剂，使得制备出得到的PBT组合物具有高PTI高韧性的特点。

Description

一种高PTI高韧性PBT组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种高PTI高韧性PBT 组合物及其制备方法与应用。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种快速结晶的热塑性聚酯，具有耐化学腐蚀、优良的机械强度、加工成型性好等优点，被广泛应用于汽车、电子电气等行业。随着人们防火安全意识的提高，在汽车、电子电气等行业中应用的高分子材料其阻燃改性已成必然需求。长期以来，阻燃PBT改性工程塑料通常选用溴系阻燃剂与三氧化二锑进行复配，该体系阻燃效率高、阻燃效果好，但材料的耐漏电起痕指数(PTI)低，限制了其在无人看管电器领域的应用。
目前要使阻燃增强PBT材料为获取较高PTI值，一般有以下几种方案：一种是采用“溴+磷+氮”复配的阻燃体系，该方法能够获得较高的PTI和灼热丝，但往往力学性能较差，尤其是韧性(一般悬臂梁缺口冲击强度小于7kJ/m2)；另一种是直接使用有机磷类阻燃剂并复配少量MCA，该方法无卤无红磷，但成本较高而且韧性也较差；最后一种方法是填充使用溴系阻燃剂，并且填充大量无机填料，该方法成本较低，但韧性较差。
因此，需要开发出一种高PTI高韧性PBT组合物。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种高PTI高韧性PBT组合物。
本发明的另一目的在于提供上述高PTI高韧性PBT组合物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述高PTI高韧性PBT组合物的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高PTI高韧性PBT组合物，包括以下按重量份数计算的组分：PBT树脂50～65份、溴系阻燃剂8～16份、锑化合物0～5份、玻璃纤维25～35份、尼龙弹性体2～5份、润滑剂1～2份。
尼龙弹性体是以聚酰胺为硬段、以聚醚或聚酯合成的弹性体，与PBT树脂有较好的相容性，能够提升PBT材料的韧性；另一方面，润滑剂可以能够促进尼龙链锻向PBT表面迁移，而尼龙的PTI较高，所以有助于提升PTI。
本发明所述PBT的特性粘度为0.65～0.85dL/g(25℃)，该粘度范围的PBT 树脂能使得所得本发明所述高PTI高韧性PBT组合物具有更好的综合性能。
优选地，本发明所述高PTI高韧性PBT组合物包括以下按重量份数计算的组分：PBT树脂50～65份、溴系阻燃剂12～16份、锑化合物2～5份、玻璃纤维25～35份、尼龙弹性体2～5份、润滑剂1～2份。
本发明所述尼龙弹性体为尼龙6系弹性体和尼龙12系弹性体。优选地，所述尼龙弹性体优选为尼龙6系弹性体。
本发明所述润滑剂与尼龙弹性体相容性佳，能够有效提升PTI，另外所述润滑剂不仅可以改善PBT材料的外润滑性，而且还可以向表面迁移，也有助于提升PTI。且发明人发现所述润滑剂的添加量不能太少，否则起不到效果。
本发明所述润滑剂为氧化型的聚乙烯类润滑剂。所述氧化型的聚乙烯类润滑剂可选自克莱恩的PED 521或霍尼韦尔的316A。
发明人发现氧化型的聚乙烯类润滑剂与PBT以及尼龙弹性体相容性好，能够促进尼龙链锻向PBT表面迁移，而尼龙的PTI较高，所以有助于提升PTI。
本发明所述溴系阻燃剂选自溴化环氧、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、聚甲基丙烯酸五溴苄酯、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺中的一种或几种组合。优选地，所述溴系阻燃剂优选为溴化环氧、聚甲基丙烯酸五溴苄酯或十溴二苯乙烷中的一种或几种；此时本发明所述高PTI高韧性PBT组合物的韧性较好。
为了能显著改善PBT树脂与玻璃纤维之间的界面，提升所得高PTI高韧性 PBT组合物的机械性能。本发明所述玻璃纤维可选用经过偶联剂处理的玻璃纤维。所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯的共混物(二者共混比例为3:2)中的一种几种。
本发明所述高PTI高韧性PBT组合物还可以包含其他加工助剂，包括但不限于抗氧剂。按重量份数计算，所述抗氧剂的含量为0.1～0.3份。
本发明所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，优选为β(3，5二叔丁基—4—羟基苯基)丙酸十八醇酯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪 -2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮中的一种或几种。
本发明还保护上述高PTI高韧性PBT组合物的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：
S1.将锑化合物、溴系阻燃剂与其他助剂进行混合；
S2.将PBT树脂、尼龙弹性体进行混合；
S3.将步骤S1得到的混合物、S2得到的混合物以及玻璃纤维分别加入双螺杆挤出机，进行混合、分散、熔融挤出、造粒。
本发明还保护上述高PTI高韧性PBT组合物在制备无人看管电器领域PBT 制品中的应用。无人看管电器领域包括但不限于插线板、暖风机、电茶炉。
本发明还保护一种PBT制品，所述PBT制品由上述高PTI高韧性PBT组合物制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在PBT树脂中添加特定用量的尼龙弹性体和润滑剂，尼龙弹性体与 PBT树脂有较好的相容性，能够提升PBT材料的韧性；同时在所添加的润滑剂的作用下，能够促进尼龙链锻向PBT表面迁移，以提升PTI，使制备得到的PBT 组合物同时具有高PTI高韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。实施例及对比例中的原料均可通过市售得到或可通过已知方法制备得到。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“重量份”、“质量％”。
以下实施例和对比例中所用的原料的厂家和牌号如下：
1、PBT：江苏仪征化纤GX111，特性粘度25℃下0.7dL/g；
2、玻璃纤维：泰山玻璃纤维有限公司HMG436S-10-4.0；
3、溴系阻燃剂：
溴系阻燃剂1：溴化环氧 以色列化工F-2100，平均分子量20000；
溴系阻燃剂2：溴化聚苯乙烯 雅宝SAYTEX 621；
溴系阻燃剂3：十溴二苯乙烷 雅宝SAYTEX 4010；
溴系阻燃剂4：乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺 雅宝BT-93W；
溴系阻燃剂5：聚甲基丙烯酸五溴苄酯 以色列死海溴公司FR-1025；
4、锑化合物：锑白(三氧化二锑) 常德辰州锑品有限公司S-05N；
5、尼龙弹性体：
尼龙弹性体1：尼龙6弹性体，法国阿科玛公司，牌号
Figure BDA0002861012650000031
MH 2030，密度1.14g/cm3；
尼龙弹性体2：尼龙6弹性体，法国阿科玛公司，牌号
Figure BDA0002861012650000042
55R53 SP01，密度1.03g/cm3；
6、润滑剂：
氧化型的聚乙烯类润滑剂1：克莱恩公司，PED 521；
氧化型的聚乙烯类润滑剂2：霍尼韦尔公司，316A；
其它类型的聚乙烯类润滑剂3：霍尼韦尔公司，617A；
7、抗氧剂：抗氧剂1076中国台湾双键化工CHINOX 1076；抗氧剂1790美国氰特CYANOX 1790。
实施例及对比例
实施例及对比例的高PTI高韧性PBT组合物中各组分的含量(若无特别指出，按重量份计算)如表1～3所示。
上述高PTI高韧性PBT组合物的制备方法为：
S1.将锑化合物、溴系阻燃剂与其他助剂(抗氧剂)放入高速混合机中干混 2～4分钟，转速700～900转/分；
S2.将PBT树脂、尼龙弹性体放入高速混合机中干混2～4分钟，转速600～ 800转/分；
S3.将步骤S1得到的混合物、步骤S2得到的混合物以及玻璃纤维分别通过喂料器加入双螺杆挤出机，进行混合、分散、熔融挤出、造粒。挤出加工温度控制在230～250℃之间，螺杆转速为450rpm。
表1
Figure BDA0002861012650000041
Figure BDA0002861012650000051
表2
Figure BDA0002861012650000052
表3
Figure BDA0002861012650000053
Figure BDA0002861012650000061
性能测试
韧性测试：悬臂梁缺口冲击强度(kJ/m2)，测试标准或方法ISO 180-2019，悬臂梁缺口冲击强度越大越好，本发明要求悬臂梁缺口冲击强度大于7kJ/m2；
PTI(V)：测试标准或方法IEC 60112-2009，PTI越大越好，本发明要求PTI 大于250V；
阻燃性能：测试标准或方法UL94垂直燃烧，样条厚度0.8mm。
实施例及对比例的测试结果如下表4所示：
表4
Figure BDA0002861012650000062
Figure BDA0002861012650000071
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高PTI高韧性PBT组合物，其特征在于，包括以下按重量份数计算的组分：PBT树脂50～65份、溴系阻燃剂12～16份、锑化合物2～5份、玻璃纤维25～35份、尼龙弹性体2～5份、润滑剂1～2份；所述润滑剂为氧化型的聚乙烯类润滑剂；尼龙弹性体是以聚酰胺为硬段、以聚醚合成的弹性体；所述尼龙弹性体为尼龙6系弹性体。
2.根据权利要求1所述高PTI高韧性PBT组合物，其特征在于，所述溴系阻燃剂选自溴化环氧、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、聚甲基丙烯酸五溴苄酯、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述高PTI高韧性PBT组合物，其特征在于，所述溴系阻燃剂为溴化环氧、聚甲基丙烯酸五溴苄酯或十溴二苯乙烷中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述高PTI高韧性PBT组合物，其特征在于，还包括抗氧剂。
5.权利要求1～4任一项所述高PTI高韧性PBT组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将锑化合物、溴系阻燃剂与其他助剂进行混合；
S2.将PBT树脂、尼龙弹性体进行混合；
S3.将步骤S1得到的混合物、S2得到的混合物以及玻璃纤维分别加入双螺杆挤出机，进行混合、分散、熔融挤出、造粒。
6.权利要求1～4任一项所述高PTI高韧性PBT组合物在制备无人看管电器领域PBT制品中的应用。
7.一种PBT制品，其特征在于，由权利要求1～4任一项所述高PTI高韧性PBT组合物制备得到。
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