专利名称：一种耐翘曲玻纤增强阻燃pbt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，具体涉及一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料及其制备方法。
背景技术：
PBT是由美国Celanese公司开发的一类较新的热塑料工程塑料，具有以下特点结晶速度快，可快速成型；吸水率低，电气性能优异且随温湿度变化小；耐候性好，适于户外使用，且耐药品性优异；力学性能优良，优异的冲击韧性；突出的耐摩擦和耐磨耗。PBT材料现已广泛应用于电子、电气、汽车、家用电器、电动 工具、运动器械等领域，也是最近十年中增长速度最快的工程塑料之一，但是现有的PBT材料存在结晶收缩率大、尺寸稳定性差的缺点。目前，有相当大一部分的PBT增强材料均是以玻璃纤维作为其增强改性的材料，增强后的PBT不仅提高了 PBT的耐疲劳强度和硬度，而且在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、耐磨擦等方面均有显著提高。申请号为201110144646. 3的中国发明专利公开了一种玻纤增强PBT/PP合金材料及其制备方法，玻纤增强PBT/PP合金材料按重量份由以下组分组成PBT树脂100份；PP树脂30 50份；自制相容剂10 25份；阻燃剂20 40份；阻燃协效剂8 20份；润滑剂I 3份；抗氧化剂O. 2^1. 5份；玻璃纤维35 70份。然而,玻璃纤维增强后的PBT仍有一些不足之处,其中存在的一个严重缺陷就是注塑大件制品时，产品会发生翘曲，影响产品的使用和外观，还有材料的韧性差、尺寸稳定性差等缺点，从而限制了 PBT材料在某些领域的发展应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其抗翘曲效果好、力学性能优良、尺寸稳定性良好。本发明的另一目的在于提供该耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低。本发明的目的通过下述技术方案实现一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，由以下重量份的原料组成
PBT树脂40 - 70份
玻璃纤维10 - 50份
云母粉3 - 10份
溴化环氧树脂5 - 15份
三氧化二锑I - 5份
抗氧剂O. 2 - I. 5份。其中，三氧化二锑是应用最早的阻燃剂，适用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，单独使用时用量要大，阻燃效果差，当与卤素化物(如本发明的溴化环氧树脂)并用时则有良好的协同效应，用量少，阻燃效果明显提高。其中，所述PBT树脂的特性粘度为I. 0-1. 6 dL/g。其中，所述玻璃纤维的直径为5-24 μ m。其中，所述玻璃纤维的长度为17_25mm。其中，所述云母粉的粒径为2. 5 - 5. O μ m。其中，所述溴化环氧树脂的粘度为3000 - 4000mPa · S，所述溴化环氧树脂溴的质
量含量为25 - 35%。其中，所述抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三 (2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯和2-叔丁基-6- (3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)_4_甲基苯基丙烯酸酯中的一种或以任意比例混合的几种。一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的制备方法，包括如下步骤
(1)按重量配比称取PBT树脂、云母粉、溴化环氧树脂、三氧化二锑和抗氧剂，放入高速混合机中干混5 - lOmin，得到共混物；
(2)将玻璃纤维和步骤(I)得到的共混物加入双螺杆挤出机挤出、造粒，得到粒子，玻璃纤维由双螺杆挤出机的玻纤口加入；
(3)将步骤(2)得到的粒子在80°C温度下烘烤I- 2小时，得到一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料。其中，在步骤(I)称取之前，先对所述PBT树脂进行烘烤，烘烤温度为85°C，烘烤时间为I - 2小时。其中，所述步骤(2)中双螺杆挤出机的具体参数为一区温度240 - 250°C，二区温度240 - 2500C，三区温度240 - 250°C，四区温度240 - 250°C，五区温度230 - 240°C，六区温度230 - 240 0C，七区温度230 - 240 °C，八区温度230 - 240 °C，九区温度230 - 240 °C，模头温度 250 - 270 0C，压力 12 - 18MPa,螺杆转速 350 - 390r/min。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果
本发明提供的一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，包括PBT树脂、玻璃纤维、云母粉、溴化环氧树脂、阻燃剂三氧化二锑和抗氧剂，添加玻璃纤维能够显著地提高材料的耐热性能和力学性能；添加云母粉可以有效改善材料的抗翘曲性，总之，本发明制备的耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的抗翘曲效果好、力学性能优良、尺寸稳定性良好，本发明制作工艺简单、成本低。
具体实施例方式 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例I。将特性粘度为I. OdL/g的PBT树脂于85°C烘烤I小时；称取烘干后的PBT树脂40Kg，粒径为2. 5 μ m的云母粉3Kg，粘度为3000mPa *s，含溴量为25%的溴化环氧树脂5Kg，三氧化二锑lKg，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 2Kg，放入高速混合机中干混5min ;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为17mm、单丝直径为5μπι的璃纤维50Kg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度240°C，二区温度240°C，三区温度240°C，四区温度240°C，五区温度230°C，六区温度230°C，七区温度230°C，八区温度230°C，九区温度230°C，模头温度250°C，压力12MPa，螺杆转速350r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤I小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。实施例2。将特性粘度为I. I dL/g的PBT树脂于85°C烘烤2小时；称取烘干后的PBT树脂46Kg，粒径为3. O μ m的云母粉4. 4Kg，粘度为3200mPa · s,含溴量为28%的溴化环氧树脂7Kg，三氧化二锑I. 8Kg，三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 5Kg，放入高速混合机中干混6min;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为20mm、单丝直径为9μπι的玻璃纤维42Kg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控 制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度242°C，二区温度242°C，三区温度242°C，四区温度242 V，五区温度232 °C，六区温度232 °C，七区温度232 °C，八区温度232 °C，九区温度232 °C，模头温度254°C，压力13MPa，螺杆转速360r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。实施例3。将特性粘度为I. 6 dL/g的PBT树脂于85°C烘烤I小时；称取烘干后的PBT树脂52Kg，粒径为3. 5 μ m的云母粉5. 8Kg，粘度为3500mPa · s,含溴量为30%的溴化环氧树脂9Kg，三氧化二锑2. 6Kg，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 7Kg，放入高速混合机中干混7min ;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为22mm、单丝直径为13 μ m的玻璃纤维34Kg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度244°C，二区温度2440C，三区温度244°C，四区温度244°C，五区温度234°C，六区温度234°C，七区温度234°C，八区温度234°C，九区温度234°C，模头温度258°C，压力14MPa，螺杆转速370r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤I小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。实施例4。将特性粘度为I. 4 dL/g的PBT树脂于85°C烘烤2小时；称取烘干后的PBT树脂58Kg，粒径为4. O μ m的云母粉7. 2Kg，粘度为4000mPa · s,含溴量为35%的溴化环氧树脂11如，三氧化二锑3.4如，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 5 Kg、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 4Kg，放入高速混合机中干混Smin ;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为25mm、单丝直径为17 μ m的玻璃纤维26Kg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度246 °C，二区温度246 °C，三区温度246 °C，四区温度246 °C，五区温度236 °C，六区温度236 V，七区温度236 V，八区温度236 V，九区温度236 V，模头温度262 °C，压力15MPa，螺杆转速380r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。实施例5。
将特性粘度为I. 3dL/g的PBT树脂于85°C烘烤I小时；称取烘干后的PBT树脂64Kg，粒径为4. 5 μ m的云母粉8. 6Kg，粘度为4000mPa · s,含溴量为30%的溴化环氧树脂13Kg，三氧化二锑4. 2Kg，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 6Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 6Kg，放入高速混合机中干混9min ;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为23mm、单丝直径为21 μ m的玻璃纤维18Kg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度248°C，二区温度248°C，三区温度248°C，四区温度248°C，五区温度238°C，六区温度238°C，七区温度238°C，八区温度238°C，九区温度238°C，模头温度266°C，压力16MPa，螺杆转速390r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤I小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。实施例6。将特性粘度为I. OdL/g的PBT树脂于85°C烘烤2小时；称取烘干后的PBT树脂 70Kg，粒径为5. O μ m的云母粉10Kg，粘度为3500mPa · s,含溴量为29%的溴化环氧树脂15Kg，三氧化二锑5Kg，三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 8Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 7Kg，放入高速混合机中干混IOmin ;将混合的原料投入双螺杆挤出机的加料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒，称取长度为17_、单丝直径为24 μ m的玻璃纤维IOKg由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；具体工艺为双螺杆挤出机一区温度250°C，二区温度250°C，三区温度250°C，四区温度250°C，五区温度2400C，六区温度240°C，七区温度240°C，八区温度240°C，九区温度240°C，模头温度270°C，压力18MPa，螺杆转速350r/min ;将生产出的粒子于80°C温度下烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表I所示。本实施例Γ6制备的耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的测试方法为
拉伸强度按IS0-527-2进行测试，试样尺寸150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min ；
弯曲强度按ISO 178进行测试，试样尺寸80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm ；
简支梁冲击强度按ISO 179进行测试，试样尺寸80*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一;
翘曲形变量按GB 15585测试成型收缩率标准测试；
阻燃测试按照国际UL94标准测试，样条120*12. 7*1. 6mm。材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度和弯曲强度的数值进行评价；抗翘曲效果根据形变量进行评价。本实施例f 6制备的耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的机械物理性能如表I所示 表I
IjT式项目I实施例11实施例2 I实施例3 I实施例4 I实施例5 I实施例6
无缺口冲击强度(KJ/m2)~ 16.7 —16. 3 16.0 15.6 15. 3
M口冲击强度(KJ/m2)8Λ 7.9 —7.8 7.6 ~5 7. 3
涵曲形变量0703% 0.05% 一 0.04% 0.04% K 02% 0.01%
fe 伸强度(MPa)TT0~ 112 一 108 106 105 104
鸯曲强度(MPa)198~ 201 — 196 193 192 190
11 燃|vo |vo |vo |vo |vo |vo
从表I可以看出，本发明制备的抗翘曲玻纤增强阻燃PBT材料抗翘曲效果好、力学性能优良、尺寸稳定性好、阻燃性好，而且制作工艺简单，成本比市场现有的普通玻纤增强阻燃PBT低，可广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在干由以下重量份的原料组成 PBT树脂40 - 70份 玻璃纤维10 - 50份 云母粉3 - 10份 溴化环氧树脂5 - 15份 三氧化ニ锑I - 5份 抗氧剂O. 2 - I. 5份。
2.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述PBT树脂的特性粘度为L 0-1. 6dL/g。
3.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述玻璃纤维的直径为5 - 24 μ m。
4.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述玻璃纤维的长度为17-25mm。
5.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述云母粉的粒径为2. 5 - 5. O μ m。
6.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述溴化环氧树脂的粘度为3000 - 4000mPa · s，所述溴化环氧树脂溴的质量含量为25 - 35%。
7.根据权利要求I所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料，其特征在于所述抗氧剂为四[β _(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-ニ叔丁基苯基)亚磷酸酯和2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯中的一种或以任意比例混合的几种。
8.权利要求I_7任一项所述的一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤 (1)按重量配比称取PBT树脂、云母粉、溴化环氧树脂、三氧化ニ锑和抗氧剂，放入高速混合机中干混5 - lOmin，得到共混物； (2)将玻璃纤维和步骤(I)得到的共混物加入双螺杆挤出机挤出、造粒，得到粒子； (3)将步骤(2)得到的粒子在80°C温度下烘烤I- 2小时，得到一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料。
9.根据权利要求8所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的制备方法，其特征在于在步骤(I)称取之前，先对所述PBT树脂进行烘烤，烘烤温度为85°C，烘烤时间为I - 2小时。
10.根据权利要求8所述的ー种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中双螺杆挤出机的具体參数为一区温度240 - 250°C，ニ区温度 ,240 - 250°C，三区温度240 - 250°C，四区温度240 - 250°C，五区温度230 - 240°C，六区温度,230 - 240 0C，七区温度230 - 240 °C，八区温度230 - 240 °C，九区温度230 - 240 °C，模头温度,250 - 270°C，压カ 12 - 18MPa，螺杆转速 350 - 390r/min。
全文摘要
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料及其制备方法，所述材料由以下重量份的原料组成PBT树脂40–70份、玻璃纤维10–50份、云母粉3–10份、溴化环氧树脂5–15份、三氧化二锑1–5份、抗氧剂0.2–1.5份；按重量配比称取PBT树脂、云母粉、溴化环氧树脂、三氧化二锑和抗氧剂，放入高速混合机中干混；将上述共混物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，其中玻璃纤维由机器的玻纤口加入，添加速度由螺杆转速控制；将生产出的粒子进行烘烤，得到耐翘曲玻纤增强阻燃PBT材料。本发明制备的抗翘曲玻纤增强阻燃PBT材料抗翘曲效果好、力学性能优良、尺寸稳定性良好，而且制作工艺简单，成本低。
文档编号C08K7/14GK102838853SQ20121036498
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者刘福军 申请人:东莞市松燊塑料科技有限公司