本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料及其制备方法。
背景技术：
：聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种半结晶的热塑性聚酯，具有良好的耐热性、耐候性和耐化学品性，优异的电气性能，低的吸水性和良好的制品外观等优点，被广泛用于汽车、机械设备、电子电气制造业中，如接插件、变压器、熔断器外壳、开关、继电器、节能灯、线圈骨架、电机外壳等，这些行业对燃烧、安全性有严格的要求。此外，随着应用性能的扩展，PBT材料在电子电工、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域的需求日益增加。然而，纯PBT不能满足以上行业对阻燃性、导电性和抗热氧老化性能的要求，限制了其在某些领域的应用。因此，有必要对PBT进行相应的改性以提高其使用性能。近年来，我国电子电器工业发展迅速，其产品出口量也在逐年增加。现有产品技术中，着重在于解决导电PBT材料机械性能和导电性能平衡，但对于提升材料的抗热氧老化性能的研究极少，此类兼具导电特性且抗热氧老化的PBT复合材料可进一步满足多行业对导电PBT工程塑料的需求，开发相关产品具有巨大的市场前景。技术实现要素：发明的目的是提供一种具有优良导电和阻燃性能的PBT复合材料，同时该复合材料具备极其优异的耐热氧老化性能。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有优良导电和阻燃性能的PBT复合材料，由以下重量份的原料制备而成：45~65份的PBT树脂、20~30份的导电剂、15~20份的阻燃剂、3~5份的阻燃协效剂和0.3~0.8份的抗氧剂。进一步地，所述PBT复合材料由以下重量份的原料制备而成：45份的PBT树脂、30份的导电剂、19.8份的阻燃剂、4.8份的阻燃协效剂和0.4份的抗氧剂。进一步地，所述导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成。进一步地，所述碳纤维为短纤维，纤维直径为6μm，长度为6mm。导电剂采用低速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：40转/分钟，搅拌时长1分钟。进一步地，所述阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物。进一步地，所述阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按2~4：1的质量比混合而成，优选的质量比为3：1。阻燃协效剂采用高速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：250转/分钟，搅拌时长2分钟。进一步地，所述抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：2~4的质量比混合而成；优选的质量比为1：3。抗氧剂采用低速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：60转/分钟，搅拌时长3分钟。一种制备上述的PBT复合材料的方法，具体是：将PBT树脂、阻燃协效剂、抗氧剂混合均匀，从主喂料口加入双螺杆挤出机中，导电剂和阻燃剂分别从两个侧喂料系统加入挤出机中，熔融共混挤出造粒即可。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1.本发明通过研究黄铜纤维、碳纤维和碳纳米管的协同作用，复合材料中的导电剂采用纤维直径为6μm，长度为6mm的碳纤维与黄铜纤维、碳纳米管按一定的质量比例制成的混合物，经双螺杆共混挤出所制成的复合材料，微观上可形成连续的导电网络结构，通过调整导电剂的添加比例，复合材料可具备十分突出的导电性能。2.本发明以2，4，6三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物为阻燃剂，采用锑酸钠和氢氧化铝按一定质量比例的混合物作为阻燃协效剂，此阻燃体系的搭配，可在不影响导电性能的前提下保障复合材料的优异阻燃特性，还可提高PBT复合物的熔融流动性和热稳定性。在此基础上，本发明通过抗氧剂的优选，确保了复合材料具有优异的抗热老氧化性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。以下实施例中，所用碳纤维为短纤维，纤维直径为6μm，长度为6mm。实施例1一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂60导电剂20阻燃剂16阻燃协效剂3.3抗氧剂0.7导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成；阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物；阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按2：1的质量比混合而成；抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：4的质量比混合而成。导电剂采用低速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：40转/分钟，搅拌时长1分钟；阻燃协效剂采用高速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：250转/分钟，搅拌时长2分钟；抗氧剂采用低速搅拌机混合均匀，搅拌工艺为：60转/分钟，搅拌时长3分钟。通过熔融挤出来制备，具体是：将PBT树脂、阻燃协效剂、抗氧剂采用低速搅拌机混合均匀，从主喂料口加入双螺杆挤出机，阻燃剂和导电剂分别通过两个侧喂料系统置入双螺杆挤出机，所有原料经过熔融挤出造粒即可。双螺杆挤出机各加温区温度设定分别为：一区205～210℃，二区210～225℃，三区210~230℃，四区215～235℃，五区210～230℃，六区210~220℃，七区210～215℃，八区210～225℃，机头220~230℃。实施例2一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂52.5导电剂25阻燃剂18阻燃协效剂4抗氧剂0.5制备方法与实施例1相同。导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成；阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物；阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按4：1的质量比混合而成；抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：2的质量比混合而成。实施例3一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂45导电剂30阻燃剂19.8阻燃协效剂4.8抗氧剂0.4制备方法与实施例1相同。导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成；阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物；阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按3：1的质量比混合而成；抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：3的质量比混合而成。实施例4一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂64.5导电剂24阻燃剂15.2阻燃协效剂3抗氧剂0.3制备方法与实施例1相同。导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成；阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物；阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按3：1的质量比混合而成；抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：3的质量比混合而成。实施例5一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂51导电剂21阻燃剂17.5阻燃协效剂4.6抗氧剂0.8制备方法与实施例1相同。导电剂由黄铜纤维、碳纤维、碳纳米管按1：3：1的质量比混合而成；阻燃剂是2，4，6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物；阻燃协效剂由锑酸钠和氢氧化铝按3：1的质量比混合而成；抗氧剂由N，N’-1，6-亚己基二[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]和四(2，4-二叔丁基酚)-4，4'-联苯二亚磷酸酯按1：3的质量比混合而成。对比例1一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂45导电剂30阻燃剂19.8阻燃协效剂4.8抗氧剂0.4导电剂为碳纤维，其余组分不变，制备方法与实施例1相同。对比例2一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料，配方组成为：原料重量份PBT树脂60导电剂20阻燃剂16阻燃协效剂3.3抗氧剂0.7阻燃剂为溴化聚苯乙烯，阻燃协效剂为锑酸钠，抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，制备方法与实施例1相同。由实施例1~3和对比例1~2制备的复合材料的性能如表1所示：表1实施例和对比例复合材料的性能测试项目测试标准实施例1对比例1对比例2实施例2实施例3拉伸强度（MPa）ASTMD6381028379108119弯曲强度（MPa）ASTMD790155144142178202弯曲模量（MPa）ASTMD790880077827444935011800缺口冲击强度（J/M）ASTMD256525516502583663阻燃性（1.6mm）UL94V0V0V0V0V0表面电阻率（Ω）IEC600933.6×1035.7×1058.3×1056.4×1022.8×102将采用本发明制备的测试样品在150℃/500小时的热烘箱中进行老化处理后，进行机械性能和电性能的测试，结果如表2所示：表2实施例和对比例复合材料的老化性能测试项目测试标准实施例1对比例1对比例2实施例2实施例3拉伸强度（MPa）ASTMD6381128588117128弯曲强度（MPa）ASTMD790171151152192211弯曲模量（MPa）ASTMD790892579987924928010062缺口冲击强度（J/M）ASTMD256412402388466512阻燃性（1.6mm）UL94V0V1V1V0V0表面电阻率（Ω）IEC600938.6×1039.3×1054.2×1057.6×1025.1×102由表1和表2可知，本发明的PBT复合材料具备优良的导电和阻燃特性、机械性能，同时兼具优异的抗热氧老化性能，其中实施例3具有最优异的综合性能。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3