专利名称：高漏电起痕指数聚酯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，涉及一种高漏电起痕指数聚酯复合材料及其制备方法，本材料可广泛用于电子电器领域、家电领域。
背景技术：
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是日常常见的热塑性聚酯塑料，价廉易得。其缺陷是缺口冲击强度低，成型收缩率大，易燃烧，故大部分采用阻燃剂、玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度大幅提高。德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona,日本Toray、三菱化学，台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司都有非常成熟的产品在市场上流通。这些公司的产品都具有结晶速度快，最适用的成型方法是注塑成型。有些用PBT制成的电器材料在通电时容易产生电火花，主要是PBT本身的缺陷所导致。聚酯电痕化反应机理与聚酯热分解反应机理有相似之处，由放电产生的热量足以使聚酯发生热分解。PET的耐热性高于PBT，因而PBT比PET更容易电痕化。在市场上流通的 PET材料普遍比PBT材料贵，是因为PET的结晶速度非常慢，必须加入成核剂和成核促进剂， 才具有使用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种不需要加入成核剂和成核促进剂，成本较低，而且电气性能良好的高漏电起痕指数聚酯复合材料。本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、操作方便的上述高漏电起痕聚酯复合材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种高漏电起痕指数聚酯复合材料，按重量百分比由以下组分组成饱和聚酯40 60%;复合阻燃剂8 18%;增韧剂2 5%;热稳定剂0.3 1%;玻璃纤维20 40%;所述的饱和聚酯材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的复合阻燃剂包括主阻燃剂剂与辅助阻燃剂，所述的主阻燃剂剂为溴类阻燃剂和/或磷氮类阻燃剂，辅助阻燃剂为两种或两种以上金属氧化物复配。所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性黏度为0. 7-1. 2，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性黏度为0. 65-1. 1。所述的溴类阻燃剂为十溴二苯乙烷，磷氮类阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺；所述的复合辅阻燃剂包括三氧化二锑和硼酸锌。
所述的增韧剂为自制增韧剂，主要组分为丙烯酸甲酯缩水甘油酯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。所述的自制增韧剂按重量百分比，用丙烯酸甲酯缩水甘油酯1.5%、马来酸酐 0.5%和三元乙丙橡胶98%使用双螺杆挤出机做接枝设备，挤出温度为170度获得的丙烯酸甲酯缩水甘油酯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。所述的热稳定剂包括四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯。所述的玻璃纤维的直径为3 5微米。以上所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，按重量百分比可以由以下组分组成聚对苯二甲酸丁二醇酯36 41% ；聚对苯二甲酸乙二醇酯10 14% ；十溴二苯乙烷8 11 % ；聚磷酸三聚氰胺1 3% ；三氧化二锑1 3%;硼酸锌1 3%;增韧剂3 5%;热稳定剂0. 3 1 % ；玻璃纤维25 35 %。一种上述高漏电起痕指数聚酯复合材料的制备方法的技术方案，包括以下步骤(1)依次称取饱和聚酯、增韧剂、热稳定剂、复合阻燃剂，玻璃纤维；(2)将饱和聚酯、增韧剂、热稳定剂、复合阻燃剂中速混合；(3)将步骤(2)中混好的原料与玻璃纤维掺混，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。以上所述的制备方法，还可以包括以下步骤在步骤O)中将饱和聚酯、复合阻燃剂、增韧剂、热稳定剂中速混合3-7分钟；在步骤(3)中双螺杆挤出机工艺条件为双螺杆挤出机一区温度为210 260°C， 二区温度为210 260°C，三区温度为210 260°C，四区温度为210 260°C，五区210 260°C，混合料在螺杆中输送时间为0. 5 1分钟。本发明的高漏电起痕指数聚酯复合材料不仅电气性能良好，而且不需要加入成核剂和成核促进剂，所以成本较为低廉。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作详细的说明PBT选择江苏仪征化纤中粘L2100，PET选择江苏三房巷产低粘CZ5011 ；增韧剂为自制的丙烯酸甲酯缩水甘油酯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶 (GMA-MAH-g-EPDM)；所选择的三元乙丙橡胶为杜邦产4725P，丙烯酸甲酯缩水甘油酯(GMA) 为市售，马来酸酐(MAH)为上海医药集团产分析纯级，使用双螺杆挤出机做接枝设备，按重量百分比，GMA使用1. 5%，MAH使用0. 5%,4725P使用98%，挤出温度为170度。主阻燃剂中的溴类阻燃剂为山东寿光产十溴乙烷，磷氮类阻燃剂MPP(聚磷酸三聚氰胺)为杭州捷尔思生产，单独使用MPP达不到阻燃VO的效果。
辅阻燃剂中的三氧化二锑为东莞杰夫产，硼酸锌为泰星化工产。玻璃纤维为山东泰山玻纤集团生产，玻璃纤维的直径为3 5微米，牌号为T635B热稳定剂是北京加成添加剂厂产。实施例UfPBT L2100重量百分比(下同)56.6%，热稳定剂(1010和168)各 0.2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷5%，MPP 1%，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2 %，硼酸锌2 %，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30 %的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C， 二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。实施例2，将PBT L2100重量百分比(下同)49. 6%，PET CZ50011为5%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 7%,MPP 1 %，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2%，硼酸锌2%，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。实施例3，将PBT L2100重量百分比(下同)45. 6%，PET CZ50011为7%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 8 %，MPP 2 %，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2 %，硼酸锌2 %，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。实施例4 JfPBT L2100重量百分比(下同)40. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%, MPP 2%，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2%，硼酸锌2%，在中速搅拌机中混合5分钟， 再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区洸0°C，五区M5°C，停留时间为50秒钟。实施例5，将PBT L2100重量百分比(下同)38. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%, MPP 2%，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2%，硼酸锌2%，在中速搅拌机中混合5分钟， 再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区洸0°C，五区M5°C，停留时间为50秒钟。实施例6，将PBT L2100重量百分比(下同)30. 6%，PET CZ50011为20%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%, MPP 2%，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2%，硼酸锌2%，在中速搅拌机中混合5分钟， 再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区洸0°C，五区M5°C，停留时间为50秒钟。实施例7 JfPBT L2100重量百分比(下同)40. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%，复合辅助阻燃剂三氧化二锑2%，硼酸锌2%，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30% 的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。对比例UfPBT L2100重量百分比(下同)40. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%，自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%, MPP 为14%，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C，二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。对比例2，将PBT L2100重量百分比(下同)39. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%, MPP 为2 %，辅助阻燃剂三氧化二锑3%，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区 210°C，二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。对比例3，将PBT L2100重量百分比(下同)38. 6%，PET CZ50011为12%，热稳定剂(1010和168)各0. 2%,自制增韧剂(GMA-MAH-g-EPDM)3%，复合主阻燃剂十溴二苯乙烷 10%,MPP为2%，辅助阻燃剂硼酸锌4%，在中速搅拌机中混合5分钟，再与30%的玻纤掺混，经过熔融温度为210--260°C双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为一区210°C， 二区250°C，三区255°C，四区260°C，五区245°C，停留时间为50秒钟。性能评价方式及实行标准将上述6个实施例和4个对比例完成造粒的粒子在130--150°C的鼓风烘箱中干燥4-6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70-100°C之间。拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。，试样类型为I型，样条尺寸(mm) 170(长)X QO士0. 2)(端部宽度)X 0士0· 2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min ； 弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm) (80士2) X (10士0. 2) X 0士0· 2)，弯曲速度为20mm/min ；缺口冲击强度按GB/T1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm) (80士2) X (10士0.2) X 0士0. 2)；缺口类型为A 类，缺口剩余厚度为3. 2mm ；热变形温度按GB/T1634. 2标准进行检验，负载为1. SOMPa.跨距为100mm.。阻燃性能按照UL94的标准进行试验，样条厚度为3. 2mm和1. 6mm.漏电起痕指数按照UL746A的标准进行试验，样条厚度为3. 23mm.表面光泽度按照GB97M-88进行试验，主要是用肉眼观看样条表面，样条的尺寸是300mmX 150mmX 20mm实施例1-6和对比例1-4原料重量份数及制成的复合材料性能表
权利要求
1.一种高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成饱和聚酯 40 60%;复合阻燃剂 8 18%;增韧剂2 5%;热稳定剂 0.3 1%;玻璃纤维 20 40%;所述的饱和聚酯材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的复合阻燃剂包括主阻燃剂剂与辅助阻燃剂，所述的主阻燃剂剂为溴类阻燃剂和/或磷氮类阻燃剂，辅助阻燃剂为两种或两种以上金属氧化物复配。
2.根据权利要求1所述的一种高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性黏度为0. 7-1. 2，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性黏度为 0. 65-1. 1。
3.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述的溴类阻燃剂为十溴二苯乙烷，磷氮类阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺；所述的复合辅阻燃剂包括三氧化二锑和硼酸锌。
4.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为自制增韧剂，主要组分为丙烯酸甲酯缩水甘油酯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
5.根据权利要求4所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述的自制增韧剂按重量百分比，用丙烯酸甲酯缩水甘油酯1.5%、马来酸酐0.5%和三元乙丙橡胶98% 使用双螺杆挤出机做接枝设备，挤出温度为170度获得的丙烯酸甲酯缩水甘油酯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
6.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述的热稳定剂包括四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维的直径为3 5微米。
8.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数聚酯复合材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成；聚对苯二甲酸丁二二醇酯36 --41%聚对苯二甲酸乙二二醇酯10 --14%十溴二苯乙烷8 11%聚磷酸三聚氰胺1 3% ；三氧化二锑1 3% ；硼酸锌1 3% ；增韧剂3 5% ；热稳定剂0. 3 玻璃纤维25 --35%
9. 一种权利要求1至8中任一权利要求所述高漏电起痕指数聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)依次称取饱和聚酯、增韧剂、热稳定剂、复合阻燃剂，玻璃纤维；(2)将饱和聚酯、增韧剂、热稳定剂、复合阻燃剂中速混合；(3)将步骤O)中混好的原料与玻璃纤维掺混，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
10. 一种权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤在步骤O)中将饱和聚酯、复合阻燃剂、增韧剂、热稳定剂中速混合3-7分钟； 在步骤(3)中双螺杆挤出机工艺条件为双螺杆挤出机一区温度为210 ^KTC, 二区温度为210 洸0°C，三区温度为210 洸0°C，四区温度为210 洸0°C，五区210 洸0°C， 混合料在螺杆中输送时间为0. 5 1分钟。
全文摘要
本发明公开了一种高漏电起痕指数聚酯复合材料及其制备方法。高漏电起痕指数聚酯复合材料，按重量百分比由以下组分组成饱和聚酯40～60％；复合阻燃剂8～18％；增韧剂2～5％；热稳定剂0.3～1％；玻璃纤维20～40％；所述的饱和聚酯材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的复合阻燃剂包括主阻燃剂剂与辅助阻燃剂，所述的主阻燃剂剂为溴类阻燃剂和/或磷氮类阻燃剂，辅助阻燃剂为两种或两种以上金属氧化物复配。本发明的高漏电起痕指数聚酯复合材料不仅电气性能良好，而且不需要加入成核剂和成核促进剂，所以成本较为低廉。
文档编号C08K13/04GK102321347SQ201010510028
公开日2012年1月18日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者徐东, 徐永, 李小波 申请人:深圳市科聚新材料有限公司