一种PBT基材灼热丝起燃温度测试标准样品及其制备方法与流程

一种pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及标物制备领域，具体涉及一种pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品及其制备方法。


背景技术：

2.现有电子产品领域中，一些特定情况诸如流过导线的故障电流、元件过载以及接触不良时，某些电工电子产品中的元件会达到某一温度而使其附近的零件起燃，因此，对各类电子产品进行阻燃性能评估非常必要。灼热丝测试则是阻燃性能评估中电工电子产品着火危险性试验的一部分，是一种模拟技术评定灼热元件或过载电阻之类热源在短时间内造成热应力影响的着火危险试验。作为评估材料阻燃性能的重要手段，其测试准确性对材料阻燃性能评估有重要的意义。
3.灼热丝测试仪是模拟在设备内部容易使火焰蔓延的绝缘材料或其它固体可燃材料的零件可能会由于灼热丝或灼热元件而起燃的灼热丝测试专用检测仪器，其测试结果准确性与材料的安全性息息相关，故同样需要保证该设备测试所得结果的准确性。
4.cn210834733u公开了一种灼热丝测试仪，该产品包括箱体和设于所述箱体内的工作平台及控制系统，工作平台的另一端设有灼热丝支架用于固定放置所述灼热丝，所述试样夹具设有接触压力感应装置用于感应所述试样与灼热丝接触时的接触压力，所述灼热丝测试仪设有预设压力值，所述接触压力感应装置与所述控制电路电连接用于在所述接触压力感应装置感应到接触压力达到预设压力值时，所述控制电路控制所述试样夹具停止移动，通过控制接触压力，提高测试的可靠性和准确性。然而这款产品虽然可对灼热丝和试样的接触压力控制接触压力减小压力差异对测试结果的影响，但仍无法对样品测试结果的准确性进行评估，局限性较大。
5.目前，国内大部分实验室内部定期对灼热丝测试仪进行校准和期间核查，保证设备的准确性，但灼热丝测试仪温度设定预定温度时的波动偏差较大，实验室进行期间核查时，也仅能用银箔对温度点960℃进行核查，其它温度点无法确认。另外，日常还需随时监督评估设备的状态稳定性以及规范人员操作规范性，才能对测试结果的准确性进行确认，倘若测试前无法识别异常，则出现异常投诉时只能通过对设备各个部位和人员操作等进行逐步排查验证，步骤繁琐，工作量大。相比之下，若通过定期测试标准样品，对设备稳定性和人员操作规范性进行确认，操作简单，不仅可以及时发现设备存在的问题和人员操作的误差，也可以用于追溯测试异常的原因，可作为日常设备状态和人员监督的有效手段。然而目前并没有可适用于灼热丝测试及其测试设备的标准样品。


技术实现要素：

6.基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品，该产品通过在pbt树脂基体中引入特定的阻燃剂成分，耐热性高，均匀性和稳定性好，使用和保存便捷，可有效应用于不同起燃温度的灼热丝测试的测试结果验证
和异常溯源、相关测试设备的准确性验证、校准以及实验室内部仪器和人员操作规范性的监管评估当中。
7.为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
8.一种pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品，包括以下组分：
9.pbt树脂35～55份、玻璃纤维20～35份、含溴阻燃剂10～20份、无卤阻燃剂9～20份以及加工助剂0.2～2份；
10.所述含溴阻燃剂包括溴系阻燃剂与锑系阻燃剂，两者的质量之比为(2～4)：(0.5～1.5)；
11.所述无卤阻燃剂包括次磷酸类阻燃剂、三聚氰胺聚磷酸盐和纳米蒙脱土，所述次磷酸类阻燃剂、三聚氰胺聚磷酸盐和纳米蒙脱土的质量之比为(2～4)：(0.5～1.5)：(0.3～0.5)。
12.本发明所述的pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品的组分中，以pbt树脂作为基体树脂搭配玻璃纤维可有效保证产品的尺寸成型稳定性，而采用溴系阻燃剂与锑系阻燃剂进行复配作为含溴阻燃剂，两者可在高温下发生溴锑反应起到阻燃效果；另一方面，发明人发现，采用次磷酸类阻燃剂、三聚氰胺聚磷酸盐和纳米蒙脱土按特定配比进行复配时，三者在灼热丝高温测试中将发生协同增效效果，所得产品的热稳定性相比采用常规无卤阻燃剂或阻燃成分的现有产品更高，非常适用于作为灼热丝。
13.此外，发明人还对发生溴锑反应的溴系阻燃剂与锑系阻燃剂的添加量进行了考究，本领域技术人员知悉，溴锑反应生成的阻燃气体扩散性较高，若原料的配比不当，或者两者的均匀性不佳，均会导致其阻燃性气体无法发挥持续的隔绝阻燃效果，导致产品可能会出现不稳定的阴燃现象，不符合灼热丝测试标样要求，而只有当两者配比在(2～4)：(0.5～1.5)时，产品可保障良好的热稳定性和阻燃性。
14.优选地，所述溴系阻燃剂为溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯树脂、溴化聚碳酸酯树脂、十溴二苯乙烷、聚丙烯酸五溴苄酯中的至少一种；
15.优选地，所述锑系阻燃剂为锑白粉、锑酸钠中的至少一种。
16.上述溴系阻燃剂和锑系阻燃剂稳定性高，可有效发生溴锑反应，阻燃效果好。
17.优选地，所述pbt树脂根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试的特性粘度为0.7～1.3dl/g。
18.经过发明人测试发现，当pbt树脂在优选特性粘度下所制备的产品中阻燃成分分散性更好，产品的耐热性能更高。
19.优选地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，平均长度为280～320mm。
20.所述玻璃纤维的平均长度的测试方法为：将pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品置于马弗炉中在850℃下灼烧30min，残留物即为玻璃纤维，将玻璃纤维采用乙醇溶剂洗涤分散后，采用玻璃纤维长度测试仪直接测量统计。
21.更优选地，所述玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂改性处理。
22.经过硅烷偶联剂处理后的玻璃纤维与pbt树脂及其他组分的相容性提升，玻璃纤维在产品中的分散性更好。
23.优选地，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂中的至少一种；
24.更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂中
的至少一种；
25.更优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的至少一种。
26.本发明的另一目的在于提供所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品的制备方法，包括以下步骤：
27.(1)将pbt树脂进行干燥处理；
28.(2)将干燥后的pbt树脂和其他组分混合均匀，随后置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒并干燥，即得所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品。
29.本发明所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。
30.优选地，所述双螺杆挤出机在熔融挤出造粒时的温度条件为：一区温度210～230℃，二区温度230～240℃，三区温度230～240℃，四区温度240～250℃，五区温度250～260℃，六区温度240～250℃，七区温度240～250℃，八区温度230～240℃，九区温度230～240℃，模头温度225～235℃。
31.优选地，所述双螺杆挤出机的主机转速设置为200～350rpm。
32.本发明的再一目的在于提供所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品在灼热丝测试及结果验证监控、测试仪器准确度监控及校准中的应用。
33.本发明的有益效果在于，本发明提供了一种pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品，该产品通过在pbt树脂基体中引入特定的阻燃剂成分，耐热性高，均匀性和稳定性好，使用和保存便捷，可有效应用于不同起燃温度的灼热丝测试的测试结果验证和异常溯源、相关测试设备的准确性验证、校准以及实验室内部仪器和人员操作规范性的监管评估当中。本发明还提供了所述产品的制备方法及其在灼热丝测试及结果验证监控、测试仪器准确度监控及校准中的应用。
具体实施方式
34.为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施、对比例所设计的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
35.各实施例和对比例使用原料的信息如下：
36.pbt树脂1：江苏科奕莱新材料科技有限公司生产pbt k085型号产品，根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试得到的特性粘度为0.8dl/g；
37.pbt树脂2：中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司生产pbt gx111型号产品，根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试得到的特性粘度为0.7dl/g；
38.pbt树脂3：杜邦高性能聚合物公司生产pbt 6130nc010型号产品，根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试得到的特性粘度为1.3dl/g；
39.pbt树脂4：南亚塑胶工业股份有限公司生产pbt 1100型号产品，根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试得到的特性粘度为0.5dl/g；
40.pbt树脂5：韩国科普拉工程塑料有限公司生产pbt kbp1100型号产品，根据标准gb/t 14190-2017在25℃下测试得到的特性粘度为1.5dl/g；
41.玻璃纤维：无碱玻璃纤维，中国巨石股份有限公司生产产品，经二次筛选后的平均长度为40mm；
42.溴系阻燃剂1：溴化聚苯乙烯树脂，山东天一化学股份有限公司生产bps7010产品；
43.溴系阻燃剂2：十溴二苯乙烷，山东海王化工股份有限公司生产fr-102we产品；
44.锑系阻燃剂1：市售锑白粉；
45.锑系阻燃剂2：市售锑酸钠；
46.次磷酸类阻燃剂：上海美莱珀化工材料科技有限公司生产次磷酸铝m-116产品；
47.三聚氰胺聚磷酸盐：市售焦磷酸三聚氰胺；
48.纳米蒙脱土：浙江丰虹新材料股份有限公司生产产品纳米蒙脱土dk4，目数为200目；
49.市售聚四氟乙烯；
50.市售云母；
51.抗氧剂：市售受阻酚类抗氧剂与市售亚磷酸酯类抗氧剂按质量比1:1制备的混合物；
52.润滑剂：市售硬脂酸钙；
53.偶联剂：市售硅烷偶联剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷。
54.各实施例和对比例所用市售原料均为同种。
55.实施例1～13
56.本发明所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品的实施例，所述产品的制备方法，包括以下步骤：
57.(1)将pbt树脂在140℃下进行3h干燥处理；
58.(2)将玻璃纤维放入高混机中，加入硅烷偶联剂混合3～5min进行表面改性；
59.(3)将干燥后的pbt树脂、玻璃纤维及其他组分混合均匀，随后置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒并干燥，即得所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品；所述双螺杆挤出机在熔融挤出造粒时的温度条件为：一区温度210℃，二区温度230℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度260℃，六区温度250℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃，模头温度230℃；所述双螺杆挤出机的主机转速设置为300rpm。
60.各实施例所用原料的配比如表1所示。
61.所得产品中玻璃纤维的平均长度的测试方法为：将各产品置于马弗炉中在850℃下灼烧30min，残留物即为玻璃纤维，将玻璃纤维采用乙醇溶剂洗涤分散后，采用玻璃纤维长度测试仪直接测量统计。
62.对比例1～7
63.对比例1～7所述产品与实施例1～13所述产品的差别仅在于组分原料配方或配比不同，所述原料的配比如表2所示。
64.表1
[0065][0066][0067]
表2
[0068][0069]
效果例
[0070]
为验证本发明实施例所得pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品的均匀性和稳定性，对各实施例及对比例所得产品注塑成100mm*100mm*3mm的样品进行下列测试：
[0071]
(1)均匀性测试：将各实施例或对比例产品同一批次分别随机抽取10组样品，每组样品3片，在(23
±
2)℃&(50
±
5)％rh的恒温恒湿箱中调节24h之后根据gb/t 5169.13-2013在850/775/750/725/700℃下进行gwit测试；若连续测试中有部分组出现起燃现象，则说明样品中存在无法达到灼热丝测试标准的批次，在对应温度下不具备使用时的均匀性需求；若抽取的样品测试所有组均无起燃现象，则说明样品在所述测试条件下具备使用时的均匀性要求；若所有样品组均出现起燃现象，则按相同情况进行下一测试温度的测试；对于均无起燃现象的样品，根据标准测试方法记录为“gwit:x/3.0”，x＝850/775/750/725/700；
[0072]
(2)稳定性测试：对各实施例或对比例产品同一批次在经过上述测试后间隔30天再分别随机抽取10组样品，每组样品3片，在(23
±
2)℃&(50
±
5)％rh的恒温恒湿箱中调节24h之后，再次根据gb/t 5169.13-2013在步骤(1)记录的不起燃温度下进行gwit测试；若各实施例或对比例抽取样品有部分组出现起燃现象，则说明样品中存在无法达到灼热丝测试标准的批次，将样品进行下一个低温度下的相同测试，直至样品中不出现起燃现象；若抽取的样品组均无起燃现象，则根据标准测试方法记录为“gwit:x/3.0”，而如果两次测试均达到相同的标准，则说明产品稳定性好。
[0073]
测试结果如表3所示。
[0074]
表3
[0075][0076]
从表3可知，本发明所述pbt基材灼热丝起燃温度测试标准样品在测试过程中全部未发生起燃现象，符合gwit测试标准样品要求，标样的起燃温度涉及较宽区间，具有良好的均匀性和稳定性，完全可用于日常不同灼热丝起燃温度测试的结果验证及仪器校准等应用当中。相比实施例1产品，对比例1～7在相同测试条件下所得产品的组分中阻燃剂组分的种类或配比并非本发明限定范围之内，所得产品测试结果可知，其难以保障产品的灼热丝测试时的均匀性和稳定性；从实施例1和实施例10～13所制备产品测试可知，在其他组分不变的情况下，pbt树脂的特性粘度对产品的阻燃性有一定影响，当特性粘度优选0.7～1.3dl/g时，产品的灼热丝起燃温度显然更高。
[0077]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。