一种增韧型玻纤增强阻燃pbt复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT30%～70%、复合增韧剂10%～25%、玻璃纤维10%～30%、聚合型阻燃剂8%～15%、三氧化二锑2%～10%、润滑剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，采用复合增韧剂的协效作用，不仅能够使PBT达到超韧效果，而且不影响其他力学性能，通过玻纤增强和复合阻燃剂与三氧化二锑协效阻燃作用，使进一步提高拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦等，而且具有阻燃效能高、加工性能好和成本低廉等特点。
【专利说明】一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种综合性能优良的结晶性聚合物，由于具有高的结晶度和结晶速率及优异的加工性能，已成为五大通用性工程塑料中的一个重要成员，并广泛应用于汽车、电子、电气等行业。但是由于PBT结晶的影响，导致对缺口敏感性大，缺口冲击强度低，韧性不足，另外纯PBT材料的阻燃性能差，PBT材料的上述不足阻碍了在某些领域的推广应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种高冲击韧性、高拉伸强度、高阻燃能效和良好加工性能的增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为=PBT 30%~70%、复合增韧剂10%~25%、玻璃纤维10%~30%、聚合型阻燃剂8%~15%、三氧化二锑2%~10%、润滑剂0.5%~3%、抗氧剂0.1%~1%。
[0005]所述的复合增韧剂为聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂的复配物，其中，聚烯烃改性增韧剂占到复合增韧剂的30wt%~70wt%,高分子弹性体接枝共聚增韧剂占到复合增韧剂的70wt%~30wt%。
[0006]所述的聚烯烃改性增韧剂为聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚苯乙烯PS通过无规、接枝或嵌段的方法与马来酸酐(MAH)或丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的多元共聚物，包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、PS-g-MAH、PE-g-GMA、PP-g-GMA、PS-g-GMA 和 E-EA-GMA。
[0007]所述的高分子弹性体接枝共聚增韧剂为马来酸酐(MAH)接枝高分子弹性体共聚物、端基含环氧官能团的丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝高分子弹性体共聚物或异氰酸基接枝高分了弹性体共聚物，包括 POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SBS-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA和 SBS-g-GMA。
[0008]所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。
[0009]所述的聚合型阻燃剂为聚2，6- 二溴亚苯基醚，其相对分子量为5000~8000。
[0010]所述的润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。
[0011]所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β - (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯的复合物、β - (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯与亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的复合物或四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与双(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的复合物。
[0012]上述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5~10分钟，即得复合增韧剂；
(2)将制得的复合增韧剂在80°C~85°C下干燥2~4小时，待用；
(3)将PBT在120°C~130°C下干燥4~6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；
(4)按重量配比称取干燥处理后的PBT和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚合型阻燃剂、三氧化二锑、润滑剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合2~5分钟；
(5)再将上述混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在120~300rpm，温度在200°C~320°C，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
[0013]本发明的有益效果是，采用复合增韧剂的协效作用，不仅能够使PBT达到超韧效果，而且不影响其他力学性能，通过玻纤增强和复合阻燃剂与三氧化二锑协效阻燃作用，使进一步提高拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦等，而且具有阻燃效能高、加工性能好和成本低廉等特点。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实`施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为:PBT 50%、复合增韧剂18%、无碱玻璃纤维15%、聚2，6- 二溴亚苯基醚10%、三氧化二锑5%、聚硅氧烷1.5%、四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的复合物0.5%，其中，复合增韧剂是按照60wt%的马来酸酐接枝的聚乙烯改性增韧剂PE-g-MAH和40wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝高分子弹性体共聚物EPDM-g-GMA制得的复配物。
[0016]制备方法:(I)将马来酸酐接枝的聚乙烯改性增韧剂PE-g-MAH与丙烯酸缩水甘油酯接枝高分子弹性体共聚物EPDM-g-GMA按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5~10分钟，即得复合增韧剂；(2)将制得的复合增韧剂在80°C~85°C下干燥2~4小时，待用；(3)将PBT在120°C~130°C下干燥4~6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(4)按重量配比称取干燥处理后的PBT和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚2，6- 二溴亚苯基醚、三氧化二锑、聚硅氧烷和四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯的复合物，然后一起加入高速混合机中充分混合2~5分钟；(5)再将上述混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在120~300rpm，温度在200°C~320°C，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
[0017]实施例2:一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为:PBT 30%、复合增韧剂15%、无碱玻璃纤维30%、聚2，6- 二溴亚苯基醚15%、三氧化二锑7.5%、硬酯酸钙2%、四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5%，其中，复合增韧剂是按照50wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韧剂PP-g-GMA和50wt%的马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物POE-g-MAH制得的复配物。
[0018]制备方法:(I)将丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯改性增韧剂PP-g-GMA与马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物POE-g-MAH按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5~10分钟，即得复合增韧剂；(2)将制得的复合增韧剂在80°C~85°C下干燥2~4小时，待用；(3)将PBT在120°C~130°C下干燥4~6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(4)按重量配比称取干燥处理后的PBT和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚2，6- 二溴亚苯基醚、三氧化二锑、硬酯酸钙和四[β - (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后一起加入高速混合机中充分混合2~5分钟；(5)再将上述混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在120~300rpm，温度在200°C~320°C，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
[0019]实施例3:
一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为:PBT 60%、复合增韧剂10%、无碱玻璃纤维15%、聚2，6- 二溴亚苯基醚8%、三氧化二锑4%、EVA蜡2%、四[β- (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与双(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的复合物1%，其中，复合增韧剂是按照30wt%的丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韧剂PS-g-GMA和 70wt%的马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物SBS-g-MAH制得的复配物。
[0020]制备方法:(I)将丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯改性增韧剂PS-g-GMA与马来酸酐接枝高分子弹性体共聚物SBS-g-MAH按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5~10分钟，即得复合增韧剂；(2)将制得的复合增韧剂在80°C~85°C下干燥2~4小时，待用；(3)将PBT在120°C~130°C下干燥4~6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(4)按重量配比称取干燥处理后的PBT和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚2，6-二溴亚苯基醚、三氧化二锑、EVA蜡和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与双(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的复合物，然后一起加入高速混合机中充分混合2~5分钟；(5)再将上述混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在120~300rpm，温度在200°C~320°C，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
【权利要求】
1.一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:PBT 30%~70%、复合增韧剂10%~25%、玻璃纤维10%~30%、聚合型阻燃剂8%~15%、三氧化二锑2%~10%、润滑剂0.5%~3%、抗氧剂0.1%~1%。
2.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，所述的复合增韧剂为聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体接枝共聚增韧剂的复配物，其中，聚烯烃改性增韧剂占到复合增韧剂的30wt%~70wt%，高分子弹性体接枝共聚增韧剂占到复合增韧剂的70wt%~30wt%。
3.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。
4.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，所述的聚合型阻燃剂为聚2，6- 二溴亚苯基醚，其相对分子量为5000~8000。
5.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的复合物、β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯与亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的复合物或四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与双(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的复合物。
7.根据权利要求1所述的一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将聚烯烃改性增韧剂与高分子弹性体`接枝共聚增韧剂按重量配比称取后，一起加入不低于1500rpm的高速混合机中充分混合5~10分钟，即得复合增韧剂； (2)将制得的复合增韧剂在80°C~85°C下干燥2~4小时，待用； (3)将PBT在120°C~130°C下干燥4~6小时，含水率控制在0.03%以下，待用； (4)按重量配比称取干燥处理后的PBT和复合增韧剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的聚合型阻燃剂、三氧化二锑、润滑剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合2~5分钟； (5)再将上述混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的转速在120~300rpm，温度在200°C~320°C，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得一种增韧型玻纤增强阻燃PBT复合材料。
【文档编号】C08K13/04GK103525037SQ201210224602
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月2日 优先权日:2012年7月2日
【发明者】不公告发明人 申请人:青岛欣展塑胶有限公司