CN112795145B - 一种不含锑白的高gwit溴系阻燃pbt及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT及其制备方法和应用。本发明的不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT以重量份数计，包括如下组分：46份～61份的PBT树脂；8份～10份的溴系阻燃剂；3份～6份的二乙基次膦酸铝；25份～35份的无碱玻璃纤维。本发明的溴系阻燃PBT，通过特定配伍的二乙基次膦酸铝与溴系阻燃剂复配，两者协同作用可以有效提高溴系阻燃PBT的GWIT，达到850℃，在不含锑白的情况下实现V0阻燃，同时又有高的GWIT和力学性能，满足无人值守的电器产品对GWIT的高要求。

Description

一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，更具体地，涉及一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT及其制备方法和应用。

背景技术

阻燃增强PBT材料在电子电器等领域得到广泛应用，长期以来，阻燃PBT通常选用溴锑复配体系，具有阻燃效率高，阻燃效果好的优点，随时锑白添加有助于提升阻燃效果，但是溴锑复配体系中锑白的添加会降低阻燃PBT的灼热丝起燃温度(GWIT)，因此常规的阻燃PBT工程塑料只能满足UL-94的V-0阻燃要求，对于IEC的灼热丝测试，其灼热丝起燃温度(GWIT)都比较低，通常只有725℃左右，而很多无人值守的电器产品对GWIT提出了更高的要求，达到了GWIT850℃苛刻要求，常规的阻燃PBT无法满足这个要求。

CN110016209A公开了一种GWIT850℃增强阻燃PBT及其制备方法和应用，GWIT850℃增强阻燃PBT由以下重量百分数的原料组成：PBT树脂40份；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份，其公开的增强阻燃PBT具有GWIT850℃和1.6mmV0级阻燃。但是该技术中同样采用了锑化合物作为阻燃剂，同时明确强调了其是通过协效剂磷酸盐和锑与溴系阻燃剂高效协同，才能实现阻燃良好同时GWIT850℃，其并未提供一种可以不添加含锑化合物，且GWIT达到850℃的阻燃PBT组合物。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的阻燃PBT组合物中并未有任何相关不添加含锑白即可达到GWIT850℃的阻燃PBT组合物公开的缺陷和不足，提供一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，无需添加含锑化合物即可实现GWIT850℃和1.6mmV0级阻燃，同时具备良好的机械性能。

本发明的另一目的在于提供一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT在电子电器领域中的应用。

本发明的又一目的在于提供一种无人值守电器产品，其阻燃器件由所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT制备得到。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，以重量份数计，包括如下组分：

PBT树脂46份～61份；

溴系阻燃剂8份～10份；

二乙基次膦酸铝3份～6份；

无碱玻璃纤维25份～35份。

本发明的包括PBT树脂、溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝和无碱玻璃纤维成分，阻燃PBT中不包含可以提升阻燃效果的锑白成分，主要通过添加溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝和无碱玻璃纤维的协同作用来提升阻燃效果，而且不含锑白成分和添加二乙基次膦酸铝都可以有效改善阻燃PBT材料的GWIT值，同时无碱玻璃纤维含量控制还有助于进一步增强阻燃PBT材料的力学性能。

另外，在本发明的阻燃PBT的各原料组分的质量百分比也是非常重要的影响因素，例如溴系阻燃剂的含量过高则会影响整体的流动性能，不利于后期加工成型，影响材料机械性能，也会增加制造成本，含量过低则无法很好的保持阻燃PBT的阻燃效果，同样无碱玻璃纤维成分含量过低也会影响材料的力学性能的增强和相应V0级阻燃性能的实现，过量则会造成固含过高，影响后面的造粒加工成型。

本发明的溴系阻燃PBT主要是通过特定配伍的二乙基次膦酸铝与溴系阻燃剂复配，两者协同作用可以有效提高溴系阻燃PBT的GWIT，达到850℃，在不含锑白的情况下实现V0阻燃，同时又有高的GWIT，满足无人值守的电器产品对GWIT的高要求。

优选地，以重量份数计，包括如下组分：

PBT树脂46份～54份；

溴系阻燃剂8份；

二乙基次膦酸铝4份～6份；

无碱玻璃纤维30份～35份。

进一步优选地，以重量份数计，包括如下组分：

PBT树脂46份～51份；

溴系阻燃剂8份；

二乙基次膦酸铝4份～6份；

无碱玻璃纤维35份。

更优选地，以重量份数计，包括如下组分：

PBT树脂46份；

溴系阻燃剂8份；

二乙基次膦酸铝6份；

无碱玻璃纤维35份。

优选地，所述PBT树脂相对密度1.30-1.32g/cm³，熔点215-230℃。

优选地，所述溴系阻燃剂为溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯。在阻燃PBT的阻燃剂的选择中，本发明优选溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯，溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯一方面具有很好的外观性能，在使用过程中不会存在斑点、气泡等情况，具有很好的表面均匀性，产品表观性能好；另一方面，溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯在使用过程中不会存在析出情况，有利于加工成型，综合性能比较优异。

本发明还保护一种上述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法，包括如下步骤：

S1.将PBT干燥除水处理；

S2.将干燥好的PBT，溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝，在高混机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维从挤出机侧喂料，塑化混合挤出、冷却造粒，即得不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT。

优选地，S1中PBT在加工前先进行除水处理，在130℃～140℃下干燥3～5小时以保证干燥效果，水分存在会造成后续造粒高温条件下的材料降解，不利于后续加工制造。

优选地，S2中塑化温度为210℃～260℃

上述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT在电子电器领域中的应用也在本发明的保护范围之内。

优选地，所述应用中不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的GWIT为850℃，缺口冲击强度为8～10kJ/m²，厚度1.6mmUL-94阻燃测试为V0级。

电子电器阻燃材料对于阻燃PBT材料有一定的性能要求，比如需要达到UL-94的V0阻燃要求，对于IEC的灼热丝测试，而很多无人值守的电器产品对GWIT提出了更高的要求，需要达到了GWIT850℃的要求，本发明制备的阻燃PBT材料具有高GWIT值，其灼热丝起燃温度可以达到850℃，完全满足电子电器产品对于阻燃材料的要求，可以广泛应用于电子电器领域。

电子电器阻燃材料对阻燃PBT组合物的相关机械性能也有一定的要求，比如拉伸强度要大于90MPa，缺口冲击强度要大于7kJ/m²，本发明的高GWIT溴系阻燃PBT的拉伸强度可达123MPa，缺口冲击强度可达10kJ/m²，完全满足相应电子电器阻燃材料对机械性能的要求。

本发明还具体保护一种无人值守电子电器产品，其阻燃器件由本发明的不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT制备得到。

对于高GWIT要求的无人值守电子电器产品，本发明的阻燃PBT产品的GWIT高达850℃，完全能够满足产品要求，其制备的电子电器产品安全可靠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，通过特定配伍的二乙基次膦酸铝与溴系阻燃剂复配，两者协同作用可以有效提高溴系阻燃PBT的GWIT，达到850℃，在不含锑白的情况下实现V0阻燃，同时又有高的GWIT，满足无人值守的电器产品对GWIT的高要求。同时本发明的不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT组合物在具有高GWIT和V0阻燃效果的同时还具有良好的力学性能，可以完全满足电子电器产品对阻燃材料的要求，尤其适用于无人值守电子电器产品的制备。

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，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。

实施例中，各性能按照如下方法进行测试：

其中GWIT性能根据测试标准IEC 60695-2-12-2014测试

拉伸强度根据测试标准ISO 527-2012测试。

缺口冲击强度根据测试标准ISO 180-2000测试。

UL-94阻燃测试，厚度1.6mm根据测试标准UL-94-2019测试。

实施例1～7

一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，以重量份数计，包括表1所示组分。

其中PBT树脂相对密度1.30～1.32g/cm³，熔点215～230℃。

溴系阻燃剂为溴化环氧树脂，

不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法具体如下：

S1.将PBT在130℃下干燥5小时；

S2.将干燥好的PBT，溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝在高混机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维从挤出机侧喂料，在240℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT。

表1.实施例1～7的高GWIT溴系阻燃PBT组成

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								PBT	61	60	59	54	53	46	51
溴化环氧树脂	8	9	10	8	8	8	8
								二乙基次膦酸铝	3	3	3	4	5	6	4
无碱玻璃纤维	25	25	25	30	30	35	35

对比例1～4

一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，以重量份数计，包括表1所示组分。

其中PBT树脂相对密度1.30～1.32g/cm³，熔点215～230℃。

溴系阻燃剂为溴化环氧树脂。

不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法具体如下：

S1.将PBT在130℃下干燥5小时；

S2.将干燥好的PBT，溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝，在高混机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维从挤出机侧喂料，在240℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT。

表2.对比例1～4的高GWIT溴系阻燃PBT组成

对比例5

一种高GWIT溴系阻燃PBT，包括以下重量百分比的原料组分：

56份的PBT树脂；

10份的溴系阻燃剂；

3份的锑白；

30份的无碱玻璃纤维。

其中PBT树脂相对密度1.30-1.32g/cm³，熔点215-230℃。

溴系阻燃剂为溴化环氧树脂。

不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法具体如下：

S1.将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时；

S2.将干燥好的PBT，溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝，在高混机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维从挤出机侧喂料，在210℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得高GWIT溴系阻燃PBT。

结果检测

对上述实施例和对比例的高GWIT溴系阻燃PBT进行性能检测，检测包括阻燃性能和力学性能，具体检测结果如下表3和表4。

表3.实施例高GWIT溴系阻燃PBT检测结果

表4.对比例高GWIT溴系阻燃PBT检测结果

从实施例和对比例可以看出，对比例1中阻燃成分溴化环氧树脂和二乙基次膦酸铝的用量过低，则材料的阻燃性能只能达到V1，无法满足阻燃性能要求，GWIT温度也只能达到750℃，达不到850℃的电子电器阻燃材料要求，对比例2中阻燃成分溴化环氧树脂和二乙基次膦酸铝的用量过高，虽然材料的阻燃性能可以满足要求，但材料的机械性能无法满足要求，冲击强度无法达到7kJ/m2以上，对比例3阻燃成分二乙基次膦酸铝的用量过高，同样只能满足阻燃性能，无法达到机械性能要求，冲击强度无法达到7kJ/m²以上，对比例4阻燃成分二乙基次膦酸铝的用量过低，则一方面UL-94阻燃测试连V2级都达不到，一方面其GWIT值只有725℃，根本无法满足相应要求。

在本发明的保护范围之内添加合适比例的二乙基次膦酸铝，与溴系阻燃剂复配，可以在不含锑白的情况下实现V0阻燃，同时又有高的GWIT，可以达到850℃，同时机械性能优良，拉伸强度要大于90MPa，冲击强度要大于7kJ/m²，满足相应的机械性能要求。

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 (8)

1.一种不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，其特征在于，以重量份数计，由如下组分组成：

PBT树脂46份～53份；

溴系阻燃剂8～10份；

二乙基次膦酸铝4份～6份；

无碱玻璃纤维30份～35份；

所述溴系阻燃剂为溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯。

2.如权利要求1所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT，其特征在于，所述PBT树脂相对密度1.30-1.32g/cm³，熔点215-230℃。

3.一种权利要求1～2任意一项所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将PBT树脂干燥除水处理；

S2.将干燥好的PBT树脂，溴系阻燃剂、二乙基次膦酸铝，在高混机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维从挤出机侧喂料，经塑化混合挤出、冷却造粒，即得不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT。

4.如权利要求3所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法，其特征在于，S2中塑化温度为210℃～260℃。

5.如权利要求3所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的制备方法，其特征在于，S1中PBT树脂干燥除水处理为在130℃～140℃下干燥3～5小时。

6.权利要求1～2任意一项所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT在电子电器领域中的应用。

7.如权利要求6所述应用，其特征在于，所述应用中不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT的GWIT为850℃，缺口冲击强度为9.4～10kJ/m²，拉伸强度112～120MPa，厚度1.6mmUL-94阻燃测试为V0级。

8.一种无人值守电器产品，其特征在于，其阻燃器件由权利要求1～2任意一项所述不含锑白的高GWIT溴系阻燃PBT制备得到。