专利名称：：纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)工程塑料及其制备方法，属于改性工程塑料
技术领域：
。技术背景PET工程塑料具有良好的力学性能、电绝缘性、耐化学药品性、耐蠕变形、耐疲劳性等，PET作为工程塑料用途，绝大部分是使用改性PET，其主要目的是提高强度，耐热性，耐燃烧性等。特别是随着PET广泛应用于电子、电气、汽车等行业，这些行业对燃烧、安全性能有严格的要求，所在在该聚酯中添加阻燃剂以提高材料的阻燃性，保证产品的使用安全性，成为近年来聚酯研发的一个重要课题。在PET工程塑料中添加有效的阻燃剂是目前提高阻燃性的最有效、最经济的手段之一。最常应用的阻燃剂主要份三大类卤素类、磷氮类以及无机纳米粉体类。对于卤素类的阻燃剂在燃烧过程中会生成大量的烟和有毒、有腐蚀性的气体，对环境造成严重的污染，因此磷氮类和无机纳米粉体成为绿色阻燃剂逐渐受到人们的亲睐，特别是21世纪以来，纳米技术的普遍推广，纳米材料被认为是21世纪最有前途的材料，并已经成为世界性的研究热潮，因此制备添加纳米阻燃剂是获得高性能阻燃复合材料的重要方法之氢氧化镁(MH)是无机纳米阻燃剂中最常见的一种，具有较好的阻燃协同性和抑烟效果。MH开始脱水温度340°C，PET的熔点在250'C左右，因此可添加纳米MH来承受较高的加工温度。此外MH粒径细，对设备磨损小，还利于加快挤塑速度，缩短模塑时间，同时有利于利于延长加工设备使用寿命。MH在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体。通过改性的纳米MH作为阻燃剂单独使用时，虽可均匀分散，但用量一般在40-60%，这严重影响了材料的机械性能。因此在制备阻燃PET工程塑料时加工的过程当中不能单独使用MH，在本发明当中，我们采用MH与含氮阻燃剂氰尿酸三聚氰胺和纳米蒙脱土复配，从而使PET阻燃性能和力学性能同时达到提高。纳米蒙脱土用作阻燃材料具有添加量小，阻燃协同能力好，除了具有较好的阻燃能力之外还能提高聚合物的物理性能，改善物料的加工性能。氰尿酸三聚氰胺(又称为三聚氰胺氰尿酸酯MC),英文名称为MelamineCyanurate，外观为白色结晶粉末。因此作为阻燃剂与MH复配较适合制备本色的PET工程塑料。MC在250450。C发生分解反应，吸收大量的热，并放出氮气，冲淡了氧和高聚物分解产生的可然气浓度，并且气体的对流带走部分热量；在高温时能够脱水成炭，具有隔热、隔氧的作用。MC的阻燃制品具有很多优点低烟、无毒，制品的力学性能好，冲击强度可以提高一倍左右；制品的阻燃效果好，价格低廉，添加量少。利用上述三者组成的复合阻燃剂对PET具有良好的阻燃性能，同时由于三种阻燃剂均属于白色粉末，因此适合本色无卤阻燃PET工程塑料的生产。
发明内容本发明的目的在于提供一种纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)工程塑料。本发明的另一目的在于提供一种纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制备方法。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案一种纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于其组成按重量份数计为(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯6080份(2)增强剂2540份(3)复配阻燃剂120份(4)成核剂0.22份(5)润滑剂0.10.5份(6)复配抗氧剂0.10.3份(7)增韧剂15份(8)增容剂1020份(9)扩链剂0.10.3份所述的增强剂为无碱长玻璃纤维、碳纤维、晶硅须中的一种或几种，其中无碱长玻璃纤维、碳纤维、晶硅须需经过碳链脂肪酸、硅烷类化合物、有机铬化合物、钛酸酯类化合物中的一种表面改性处理，使之挤出时能充分、均匀分布在PET中。所述的复配阻燃剂为包含38份纳米氢氧化镁、25份纳米蒙脱土和310份氰尿酸三聚氰胺的混合物；纳米氢氧化镁和纳米蒙脱土要经过改性处理。所述的成核剂为二氧化硅、滑石、云母、碳酸钙中的一种或几种。所述的的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。所述的抗氧剂为市售Irganox245和Irganox1010的复配抗氧剂，重量比为1:1;所述的增韧剂为MBS、EVA、ABS中的一种或几种。所述的增容剂为POE-g-MAH,PPO-g-MAH,PP-g-MAH中的一种或几种。所述的扩链剂为均苯二酐(PMDA)、对苯酚二羟基乙醚(HQEE)、1,4-丁二醇(1,4-BD)、3，3'-二氯-4,4'-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)中的一种或几种。一种用于纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制备方法，其特征在于该方法具有如下工艺过程将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒、阻燃剂、成核剂、润滑剂、抗氧剂、增靭剂、增容剂和扩链剂助剂在高速混合机中充分混合后，加入双螺杆挤出机中，熔融挤出的同时，在双螺杆的第二个加料口加入增强剂熔融挤出，挤出机的温度设定为如下一区温度240260°C，二区温度245265°C，三区温度250270°C，四区温度255275°C，五区温度255280°C，六区温度255280°C七区温度255280°C，八区温度255280°C，九区温度255280°C，机头温度245265°C;真空度一0.08Pa;挤出时的主机转速1520r/min;喂料速度710r/min。挤出物料经冷却、风干、切粒，干燥后，即得纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。挤出物料经冷却、风干、切粒，干燥后，即得纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。本发明将纳米技术与高分子材料结合，利用纳米改性氢氧化镁、纳米改性蒙脱土与氰尿酸三聚氰胺作为复配阻燃剂与PET熔融共混并通过双螺杆挤出，得到纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。本发明的优点是采用无卤抑烟阻燃技术，产品具有优良的阻燃性能，达到UL94V-O，且在燃烧的过程中无融滴现象。此外，该产品具有良好的光泽、尺寸稳定、低翘曲、高模量、高耐热、高抗冲击等性能，且属本色，对于后续加工不会受到颜色的限制，同时价格低廉，可以广泛应用于电子、电气、汽车等领域。具体实施方式结合实施例，对本发明做详细说明。实施例l按下表样品的配方进行备料；将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒、阻燃剂、成核剂、润滑剂、抗氧剂、增韧剂、增容剂和扩链剂助剂在高速混合机中充分混合后，加入双螺杆挤出机中，熔融挤出的同时，在双螺杆的第二个加料口加入增强剂熔融挤出，挤出机的温度设定为如下一区240;二区245;三区250;四区255;五区260;六区260;七区260;八区260;九区260;机头加热温度(。C):250，真空度-0.08Pa，挤出造粒。挤出时的主机转速1520r/min;喂料速度710r/min。挤出物料经冷却、风干、切粒，干燥后，即得纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。样品的配方如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述实施例的样品性能如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并非用以限制本发明的专利范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或改进，都应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于其组成按重量份数计为(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯60～80份(2)增强剂25～40份(3)复配阻燃剂1～20份(4)成核剂0.2～2份(5)润滑剂0.1～0.5份(6)复配抗氧剂0.1～0.3份(7)增韧剂1～5份(8)增容剂10～20份(9)扩链剂0.1～0.3份。2.根据权利要求l所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的增强剂为无碱长玻璃纤维、碳纤维、晶硅须中的一种或几种，其中无碱长玻璃纤维、碳纤维、晶硅须需经过碳链脂肪酸、硅垸类化合物、有机铬化合物、钛酸酯类化合物中的一种表面改性处理。3.根据权利要求l所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的其复配阻燃剂为38份纳米氢氧化镁、25份纳米蒙脱土和310份氰尿酸三聚氰胺的混合物；纳米氢氧化镁和纳米蒙脱土要经过表面改性处理。4.根据权利要求l所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的成核剂为二氧化硅、滑石、云母、碳酸钙中的一种或几种。5.根据权利要求l所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。6.根据权利要求1所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的复配抗氧剂为Irganox245和Irganox1010重量比为1:1的的混合物；所述的增韧剂为MBS、EVA、ABS中的一种或几种；所述的增容剂为POE-g-MAH,PPO-g-MAH,PP-g-MAH中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，其特征在于所述的扩链剂为均苯二酐(PMDA)、对苯酚二羟基乙醚(HQEE)、1，4-丁二醇(l,4-BD)、3,3，-二氯-4,4，-二氨基-二苯基甲垸(MOCA)中的一种或几种。8.—种用于根据权利要求1所述的纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料的制备方法，其特征在于该方法具有如下工艺过程将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒、阻燃剂、成核剂、润滑剂、抗氧剂、增韧剂、增容剂和扩链剂助剂在高速混合机中充分混合后，加入双螺杆挤出机中，熔融挤出的同时，在双螺杆的第二个加料口加入增强剂熔融挤出，挤出机的温度设定为如下一区温度240260°C，二区温度245265°C，三区温度250270°C，四区温度255275°C，五区温度255280°C，六区温度255280°C七区温度255280°C，八区温度255280°C，九区温度255280°C，机头温度245265°C;真空度一0.08Pa;挤出时的主机转速1520r/min;喂料速度710r/min。挤出物料经冷却、风干、切粒，干燥后，即得纳米阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料。全文摘要本发明涉及一种纳米阻燃PET工程塑料。它是由PET、复配阻燃剂、增强剂、成核剂、润滑剂、复配抗氧剂、增韧剂、增容剂和扩链剂组成，其中复配阻燃剂为纳米氢氧化镁、纳米蒙脱土与氰尿酸三聚氰胺的混合物。其制备方法是将干燥好的PET母粒与各种助剂在高速混合机中充分混合后，加入双螺杆挤出机中，熔融挤出的同时，在双螺杆的第二个加料口加入增强剂熔融挤出，挤出造粒。本发明的产品具有阻燃性能优良，良好的光泽、尺寸稳定、低翘曲、高模量、高抗冲击等性能，该产品属于本色，使得再后续加工不会受到颜色的限制，可广泛应用于电子、电气、汽车等领域。文档编号B29B9/12GK101280097SQ20081003773公开日2008年10月8日申请日期2008年5月20日优先权日2008年5月20日发明者鹏丁,施利毅,慧杨,胡秀兰,葛春华,陈德杰申请人:上海大学