一种熔体流动稳定的PBT阻燃增强材料及其制备方法与流程

本发明属于工程塑料领域，特别涉及一种熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸丁二醇酯pbt工程塑料由于具有优良的电性能、耐热性、耐候性、耐化学性、光泽度高、吸水性小和易加工性，已广泛地应用在作为电子电气功能件的改性塑料、作为纤维的纺丝产品和作为包装薄膜和光纤护套的挤出产品。pbt纤维具有优良回弹性、耐碱性和易染性、手感好，大量用作纺织面料以及医用绷带、创可贴基布等特殊医用产品；作为单丝的pbt纤维也常制成假发和刷丝产品如化妆笔、油画笔、油刷以及牙刷毛等。以上众多产品除了作为改性塑料的pbt是复合材料外，其它作为织物的聚酯纤维和挤出成型的薄膜和护套一般都是pbt纯树脂产品，这些纤维和挤出产品在生产过程中或者消费后的产品中都存在大量的废弃料，随着市场对聚酯消费逐年的增长，废弃的聚酯材料也逐年增加，出于对环境保护、绿色经济可持续发展以及节约能源、降低碳排放的要求，对废弃的聚酯加以回收再利用收到越来越多商家和科研人员的关注和重视。因回收pbt原料的来源过程如纺丝，挤出吹膜、回收再造粒等都是通过高温和剪切的双重作用，或者经过多次循环加工这些不确定性，导致由于降解，分子量降低，粘度降低，导致回收pbt的熔体流动性非常不稳定。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料及其制备方法，该材料因其具有熔体流动的稳定性，通过注塑、挤出、模压等成型工艺，实现稳定性连续生产来获得结构功能性部件，可广泛应用于与电子电气行业的散热风扇、马达壳体、继电器和插头插座等领域。

2、本发明提供了一种熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料，按重量份数，包括如下组分：

3、

4、

5、其中，所述稳定剂为环氧当量为2500-3000g/eq的环氧树脂和/或gma含量为5-8％的乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。

6、环氧当量和gma含量采用滴定的方法确认，即称取1g左右成核剂溶于100ml的甲苯中，加热溶解，冷却至60℃以下，准确移入20ml浓度为0.05mol/l的koh甲醇溶液，再加热回流1小时，冷却至室温，采用1％酚酞乙醇溶液为指示剂，用0.05mol/l的hcl-异丙醇标准溶液滴定至终点，根据公式计算环氧当量或gma含量。

7、所述pbt树脂为新料pbt树脂和/或回收pbt树脂。

8、所述回收pbt树脂235℃、1.2kg下的熔体流动速率为20～50g/10min，所述回收pbt树脂熔体流动速率波动率为50-150％。熔体流动速率根据iso 1133-2011标准实施，熔体流动速率波动率定义为相同的切取顺数在前后两次的切取的变化率，即熔体流动速率波动率＝(mi(1)-mk(2))/mi(1)×100％，mi(1)为第一个5次切取中任意次切取的重量，mk(2)为第二个5次切取中与mi(1)相同切取顺数的切取重量。新料pbt因其粘度相对稳定，所以熔体流动速率波动率也相对稳定，而回收pbt树脂，因其受到的热历史不同，分子量大小和分布相差很大，所以存在粘度波动很大，其熔体流动速率波动率也就变化很大。本技术经过大量研究发现，当回收pbt树脂235℃、1.2kg下的熔体流动速率为20～50g/10min，熔体流动速率波动率为50-150％时，熔体流动稳定性较佳，生产的结构功能性部件稳定性更好。

9、所述阻燃剂为溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯、二乙基次膦酸铝中的至少一种；所述阻燃协效剂为三氧化二锑、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。

10、所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物ema、乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚物eba中的至少一种。

11、所述玻璃纤维为直径10-13μm的无碱玻纤。

12、所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。

13、所述润滑剂为脂肪族羧酸酯、聚烯烃类蜡润滑剂中的至少一种。优选的，所述脂肪族羧酸酯包括季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、双季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。所述聚烯烃类蜡润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡中的至少一种。

14、所述成核剂为超细滑石粉。所述超细滑石粉的粒径d50为0.5-0.7μm。

15、所述pbt阻燃增强材料的熔体流动速率波动率为1-5％。

16、优选的，所述稳定剂的添加量为3-6份。所述玻璃纤维的添加量为20～35份。所述增韧剂的添加量为2-5份。所述抗氧剂的添加量为0.1～0.5份。所述成核剂的添加量0.5～1.5份。

17、本发明还提供了一种熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料的制备方法，包括如下步骤：

18、将新料pbt树脂或者预先干燥后的回收pbt树脂，与除玻璃纤维外的其他组分按配比在高速搅拌混料机中进行混合均匀或单独通过计量喂料器进入预混机得到预混物；将预混物送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中侧喂，按比例加入玻璃纤维，熔融塑化、捏合混炼、经机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料。

19、所述双螺杆挤出机的混炼温度为220℃-250℃，螺杆转速为300-500rpm。

20、本发明还提供了一种熔体流动稳定的pbt阻燃增强材料在电子电气器件中的应用，比如散热风扇、马达壳体、继电器和插头插座等对稳定性要求高的结构功能性部件。

21、因回收pbt原料的来源过程如纺丝，挤出吹膜、回收再造粒等都是通过高温和剪切的双重作用，或者经过多次循环加工，导致粘度降低很多，因此回收pbt的熔体流动性非常不稳定，如果直接采用这些熔体流动不稳定的回收pbt料来做阻燃玻纤增强的改性料，最终得到的改性料其流动性能也相应的波动很大，用改性料注塑或挤出成型时，因流动性的不稳定，很难连续稳定的生产。

22、针对回收pbt来源的不稳定性及其熔体流动速率的不同，低熔体流动速率的回收pbt来源过程简单如经过一次或两次加工过程，而高熔体流动速率的回收pbt可能经过了多次加工过程，本发明采用含有能与回收pbt的端羧基反应的环氧基团化合物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物作为稳定熔体流动稳定剂，同时复配一定含量的润滑剂，使得最后得到的回收阻燃增强改性聚酯复合物的熔体流动性，在两次的测试过程中相对稳定(即使回收pbt树脂的熔体流动速率波动率高达50-100％，在采用本发明的方案后，将pbt阻燃增强材料的熔体流动速率波动范围控制在1-5％内)，熔体流动测试值相差不大(第二次与第一次熔体流动差值，差值波动范围在-0.4-1.4之间)，且每次切取的样条重量变化也相对较小，对比不使用稳定剂或者稳定剂用量不够以及不使用润滑剂或润滑剂用量不够或过量的案例，得到的回收阻燃增强改性聚酯复合物的熔体流动性两次测试波动很大(第二次与第一次熔体流动差值，差值波动范围在-3.6-15.6之间)，且每次切取的样条重量变化也较明显；如稳定剂用量过高，熔体流动性明显降低其出现逐步减小的趋势，可能是因为环氧含量过高，在熔体流动过程中出现交联反应的原因所致；润滑剂起到对稳定剂与阻燃剂在基体树脂中的分散作用，不使用润滑剂或者用量不够，稳定剂和阻燃剂分散会出现分散不均，导致熔体流动性波动大且阻燃性不稳定，如果用量过高，润滑剂会使得回收阻燃增强改性聚酯复合物的熔体强度下降，同样会生产流动的不稳定性且影响阻燃效果，燃烧过程中出现滴落引燃情况。

23、有益效果

24、本发明因其具有熔体流动的稳定性，通过注塑、挤出、模压等成型工艺，实现稳定性连续生产来获得结构功能性部件，可广泛应用于与电子电气行业的散热风扇、马达壳体、继电器和插头插座等领域。