本发明属于高分子材料
技术领域：
，特别涉及一种适用于高电压电器连接件的增强阻燃pbt材料及其制备方法、应用。
背景技术：
：pbt塑料是指以聚对苯二甲酸丁二醇酯为主体所构成的一类塑料,该塑料具有优良的机械性能，机械强度高，耐疲劳性和尺寸稳定性高，蠕变也小，即使在高温条件下这些优良性能也极少有变化。通过熔融共混手段加入玻璃纤维和阻燃添加剂所获得的增强阻燃pbt材料，具有更高的机械性能和耐热特性，被大量运用于各种电子电器接插件，高电压/超高电压电器开关部件等领域。gwit(glow-wireignitiontemperature，灼热丝起燃性温度)是指比“连续三次试验均不会引起规定厚度的试验样品起燃的灼热丝顶部最高温度高25k(900℃～960℃之间高30k)”的温度。灼热丝起燃性温度是为判定在高电压大电流存在的情况下，塑料制品表面接近/接触可能因短路故障造成的局部高温金属导体而人为提出的一个测试项目。测试过程中塑料测试样品将与一个高热(可人为设定)电阻丝接触一定时间，观察接触过程中及脱离高热电阻丝后的燃烧情况并记录下相应数据。灼热丝燃烧试验与常见的ul阻燃等级不同，前者是模拟高温金属导体接触塑料制品的燃烧实验，并不存在明火；后者是模拟明火存在情况下塑料制品的燃烧情况。目前商品化的阻燃增强pbt材料种类不少，但是能够达到较高灼热丝阻燃等级的pbt增强阻燃材料并不多，少部分品级通过大量添加阻燃剂、牺牲力学性能来获取高灼热丝阻燃特性(例如灼热丝阻燃性温度达到875度甚至以上的品级)，在实际应用上都有缺陷。技术实现要素：本发明的首要目的在于克服现有技术的上述缺点与不足，提供一种用于高电压大电流工作环境下使用的阻燃pbt增强材料。本发明的另一目的在于提供一种新的阻燃思路，该思路能够为提高阻燃材料灼热丝性能提供有效的指导。本发明的再一目的在于为开发一种高cti(电压击穿)特性的阻燃pbt增强材料提供配方基础。本发明的上述目的是通过下述技术方案实现：一种高gwit阻燃pbt增强材料，包括如下按质量份数计的成分：pbt树脂50～55份、玻璃纤维25～30份、溴系阻燃剂8-10份、协助阻燃剂(三氧化二锑)2份、复配阻燃剂fr605-8份，高效抗氧剂0.1～0.2份、润滑剂0.3～0.5份；所述的pbt树脂选自熔体质量流动速率(mfr)为15～30g/10min(250℃、2.16kg)，粘度1.0的pbt聚酯切片；所述的玻璃纤维优选为巨石988a(14微米直径，2000tex)；所述的溴系阻燃剂选自韩国宇进溴化环氧树脂(cxb-400s),溴含量48％-50％，分子量2000；所述的协助阻燃剂优选为闪星牌三氧化二锑(纯度>99.5％)；所述的复配阻燃剂fr60选自mpp类无卤阻燃剂(三聚氰胺焦磷酸盐，自制)；所述的高效抗氧剂为1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)与626(双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯)按照2:1的质量比组成的混合物；所述的润滑剂为聚硅氧烷类化合物、硬脂酸酯类化合物、硬脂酸酰胺类化合物中的一种或其组合；所述的聚硅氧烷类化合物优选为聚二甲基硅氧烷，粘度大于10×106mm2/s；所述的硬脂酸酯类化合物优选为季戊四醇硬脂酸酯(pets)；所述的硬脂酸酰胺类化合物优选为乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)；上述高gwit阻燃pbt增强材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量分数计，将50-55份pbt树脂、0.1-0.2份高效抗氧剂，0.3-0.5份润滑剂均匀混合作为混合物a；将8～10份溴系阻燃剂，2份协助阻燃剂三氧化二锑，5-8份复配阻燃剂fr60混合均匀形成混合物b；将混合物a从主喂料口加入挤出机中，混合物b用侧喂料机从侧喂料口加入挤出机中，同时25～30份长玻璃纤维通过自然卷入的方式于侧喂料口下游喂入，于220～240℃温度下，以300～450rpm速度挤出，水冷、干燥、切粒，得到用于高电压电器连接件的增强阻燃pbt材料。所述的挤出机为双螺杆挤出机，长径比为40。上述高gwit阻燃pbt增强材料用于高压大电流电器连接件(如接线头、电器开关)的应用。本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：(1)本发明提供的用于高电压电器连接件的增强阻燃pbt材料的配方，搭配合理，保证了得到的增强阻燃材料具有优异的性能：以pbt为主体材料，辅助以25-30质量份玻璃纤维，保证了材料整体的耐温及力学性能；复配阻燃剂在过热情况发生时能够分解出大量不可燃的惰性气体，降低甚至杜绝燃烧发生的机会；阻燃剂溴化环氧树脂和三氧化二锑能够保证材料在过热导致起燃时具有延缓燃烧甚至阻断燃烧现象的能力；采用较大量的受阻酚类化合物及亚磷酸酯类化合物复配物作为高效抗氧剂，可大大提高材料的热氧稳定性及减少材料的热降解，添加适量与pbt相容性适中且耐热性较好的润滑剂pets、ebs和聚二甲基硅氧烷，在材料加工成型过程中，起到良好的内润滑和外润滑作用，能够获得表面质量更好的注塑制件。(2)本发明提供的高电压电器连接件的增强阻燃pbt材料在250℃和2.16kg条件下熔体质量流动速率(mfr)为8-10g/10min；pbt增强阻燃材料在240-260℃下经注塑成型工艺注塑的产品，表面光泽良好，尺寸稳定性良好且在插拔试验中不发生断裂、翘曲或变形的情况。(3)本发明制备材料时采用两步混合法和侧喂料工艺可以使材料混合更均匀，抗氧剂在挤出机的损耗减少，从而保留更多的抗氧剂，使其在后续的加工成型中发挥作用。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。按照重量份数计的实施例1～3的配方如下：表1实施例1-3配方表实施例实施例1实施例2实施例3pbt53.353.353.3玻璃纤维282828beo(溴化环氧)91011三氧化二锑222fr60765高效抗氧剂0.20.20.2润滑剂0.50.50.5按照实施例1、2、3的配方，将给定质量份的pbt树脂、高效抗氧剂，润滑剂均匀混合作为混合物a；给定质量份溴系阻燃剂、三氧化二锑、复配阻燃剂混合均匀形成混合物b；将混合物a从主喂料口加入挤出机中，混合物b用侧喂料机在侧喂料口加入挤出机中，同时将长玻璃纤维通过自然卷入的方式于侧喂料口下游喂入，在220～240℃温度下，以300～450rpm的速度通过双螺杆挤出机(长径比40)挤出，经水冷、干燥、切粒即得目标产品。按照重量份数计的对比例1-3的配方如下：表2对比例1-3配方表对比例对比例1对比例2对比例3pbt(％)52.352.381.3玻璃纤维(％)282828beo(溴化环氧)1500三氧化二锑400fr600190高效抗氧剂0.20.20.2润滑剂0.50.50.5将实施例1～3和对比例1～3制备得到的增强材料进行检测。首先按照同样的注塑条件(注塑机喷嘴、前段、中段和后段温度分别为250℃、245℃、245℃、220℃，注塑机螺杆转速为60rpm，模具温度为60℃，注射压力为55mpa，注射时间为3秒，保压压力为50mpa，保压时间为8秒，冷却时间为10秒，背压为10mpa)制备测试样条，具体的物理性能检测项目如下：拉伸强度：按照iso527标准进行测试，样条尺寸(mm)：135×10×4，拉伸速度为50mm/min。弯曲强度：按照iso178标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4，弯曲速度为2mm/min。悬臂梁缺口冲击强度：按照iso179标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4；缺口类型为a类，缺口底部剩余宽度为8.0±0.2mm。熔体流动速率：按照iso1133标准进行测试，250℃，2.16kg。ul94阻燃等级：按照ul94进行评级测试。灼热丝起燃性温度：按照iec60695-2-13:2000进行测试。样品的检测结果如下表所示：表3实施例与对比例样品的性能对比从表3可见，实施例1-3在本发明的基础上采用增大溴系阻燃剂溴化环氧树脂及协助阻燃剂三氧化二锑的比例所获得的材料性能相比，力学性能及阻燃等级并无太大区别，但是灼热丝起燃温度均有降低的情况，说明复配阻燃剂对于提高材料的灼热丝起燃温度有很明显的效果；对比例1去除了复配阻燃剂，力学性能虽有提高，但灼热丝起燃温度降低至750℃；对比例2去除了溴系阻燃剂，力学性能劣化严重，灼热丝起燃温度也仅仅达到800℃；而对比例3未添加任何阻燃剂，灼热丝温度甚至降低到550度，且不带有阻燃特性。综上所述，本发明的高电压电器连接件的增强阻燃pbt材料具有适中的流动性和较好的耐热氧老化性，可满足高压电器作业时所需要的耐热、阻燃及具有预防线路短路发热造成的过热起燃现象。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，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12