本发明涉及pbt材料，具体为一种阻燃pbt复合塑料及其制备方法。
背景技术：
1、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，其合成工艺成熟，被公认为五大工程塑料中发展最快的一种。pbt具备多种优异特性，包括良好的力学性能、耐疲劳性和稳定性，以及较低的蠕变性。这些特性赋予了pbt在高温环境下的使用稳定性，同时它还具有出色的耐有机溶剂性，不易发生应力开裂。因此，自pbt首次问世以来，凭借其卓越的性能，已在汽车零部件、工业机械设备、家用电器、电子电气及精密仪器等多个领域获得了广泛应用。
2、然而，尽管pbt拥有上述诸多优点，但它在实际应用中也存在一些局限性。特别是纯pbt材料对于缺口冲击非常敏感，这导致其韧性较差，容易出现脆性断裂。此外，在注塑成型过程中，pbt制品往往会经历较大的收缩比例和明显的翘曲现象，这些问题严重影响了成品的质量和尺寸精度。为了克服这些缺点，增强改性成为提高pbt综合性能的关键手段。
3、目前，技术人员通过添加玻璃纤维进行增强处理，以改善其机械强度和抗冲击能力，但玻璃纤维与pbt的相容性较差，可能导致分散不均，进而影响最终产品的性能。而且，随着应用领域的扩展，特别是对于电子电气产品和汽车内饰等要求严格的行业，对材料的阻燃性能提出了更高的要求。传统的pbt材料难以满足这些行业的防火安全标准，因此开发一种既能够保持或提升pbt原有优势，又能显著改善其韧性，并具备良好阻燃性的复合材料，成为了当前研究的重要方向。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种阻燃pbt复合塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中所提到的技术问题。
2、实现本发明目的的技术方案是：
3、一种阻燃pbt复合塑料，按重量份数计，原料组分包括：49～51质量份pbt、29～31质量份改性玻璃纤维、0.4～0.6质量份抗氧化剂、5～15质量份阻燃剂。
4、进一步地，所述改性玻璃纤维是先采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预改性，再采用氨基含氮杂环对预改性后的玻璃纤维进行改性得到。
5、进一步地，所述硅烷偶联剂采用2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
6、进一步地，所述氨基含氮杂环包括3-氨基吡咯、4-氨基吡啶。
7、进一步地，所述抗氧化剂采用抗氧化剂168、抗氧化剂1010中的任意一种或两种组合。
8、进一步地，所述阻燃剂采用植酸。
9、本发明还提供了一种阻燃pbt复合塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
10、(1)按照权利要求1所述重量份数及原料组分称量备料，并干燥；
11、(2)将29～31质量份改性玻璃纤维在2400质量份无水乙醇中超声分散均匀，得到分散液e；将10～30质量份50wt％的植酸水溶液溶解到1200质量份无水乙醇中，得到溶液f；将溶液e加入到分散液f中继续超声分散均匀，接着升温至69～71℃，搅拌反应4.5～5.5h，反应完毕后，冷却至室温，抽滤，用无水乙醇洗涤滤饼，干燥，放入2400质量份无水乙醇中超声分散均匀，得到分散液g；将25～26质量份三氯化铁溶解到79～81质量份无水乙醇中，得到溶液h；将溶液h以30～40滴/min逐滴加入到分散液g中继续超声分散均匀，接着升温至69～71℃，搅拌反应1.8～2.2h，反应完毕后，冷却至室温，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤饼，干燥，得到初混料；
12、(3)将49～51质量份pbt、0.4～0.6质量份抗氧化剂混合均匀，随后以14kg/h～16kg/h的速率输送到双螺杆挤出机中熔融分散，同时将步骤(2)制得的初混料从侧喂料口以6kg/h～7kg/h的速率加入双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，得到阻燃pbt复合塑料。
13、进一步地，所述改性玻璃纤维的制备步骤如下：将1质量份预改性玻璃纤维在31～33质量份无水乙醇中超声分散20min，得到分散液c；再将0.09～0.11质量份3-氨基吡咯、0.04～0.06质量份4-氨基吡啶完全溶解至15～17质量份无水乙醇中，得到溶液d；将溶液d以30～40滴/min逐滴加入到分散液c中继续超声分散10min，接着升温至59～61℃，反应6.5～7.5h，反应完毕后，冷却至室温，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤饼，干燥，得到改性玻璃纤维。
14、进一步地，所述预改性玻璃纤维的制备方法如下：先将2.4质量份玻璃纤维在39～41质量份甲苯中超声分散均匀，得到分散液a；再将1.1～1.3质量份的硅烷偶联剂完全溶解至19～21质量份的甲苯中，得到溶液b；将溶液b以30～40滴/min逐滴加入到分散液a中继续超声分散均匀，随后升温至89～91℃，反应5.5～6.5h，反应完毕后，冷却至室温，抽滤，用无水乙醇洗涤滤饼，干燥，得到预改性玻璃纤维。
15、进一步地，所述双螺杆挤出机的挤出温度为230～255℃，螺杆转速为360r/min。
16、采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
17、(1)本发明阻燃pbt复合塑料，按重量份数计，原料组分包括：49～51质量份pbt、29～31质量份改性玻璃纤维、0.4～0.6质量份抗氧化剂、5～15质量份阻燃剂；通过在pbt中加入经过改性的玻璃纤维，旨在解决传统玻璃纤维在pbt中分散性不佳的问题；同时，通过引入阻燃剂，赋予阻燃pbt复合塑料优良的阻燃性，不仅继承和增强了pbt原有的优良特性，还显著提升了材料的韧性。
18、(2)本发明的改性玻璃纤维先采用环氧基硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预改性，再采用氨基含氮杂环对预改性后的玻璃纤维进行改性得到，其中，氨基含氮杂环为3-氨基吡咯、4-氨基吡啶，3-氨基吡咯、4-氨基吡啶上的氨基与预改性后的玻璃纤维表面的环氧基团发生开环反应，形成羟基和仲胺，将3-氨基吡咯、4-氨基吡啶接枝在玻璃纤维表面，增强了改性玻璃纤维的热稳定性。
19、(3)传统的阻燃剂多为卤素类，它们在燃烧时会释放出大量的烟雾和有毒气体，对环境和人类健康造成危害，本发明的阻燃剂采用植酸，植酸(pa)又称肌醇六磷酸是一种从植物中提取的无毒、可持续、环保的天然物质，因其高磷含量和催化成炭引入阻燃pbt复合塑料可以赋予阻燃pbt复合塑料优良的阻燃性，实现无卤阻燃，更环保、更安全。
20、(4)本发明先将植酸、改性玻璃纤维初混，并引入三氯化铁，pa结构中含有六个磷酸酯结构和多个磷酸羟基，通过pa结构中磷酸羟基与改性玻璃纤维上的羟基、仲胺反应接枝，借助改性玻璃纤维植酸与pbt的良好的相容性增加，将植酸均匀地分散在pbt中，同时，在三氯化铁的作用下改性玻璃纤维上的吡咯聚合形成导电的聚吡咯，形成以植酸为支化中心的支化结构的聚合物网络，能够有效分散应力，使得阻燃pbt复合塑料在受到冲击时能够吸收更多的能量而不易破裂，赋予了阻燃pbt复合塑料优良的抗静电性能并增加阻燃pbt复合塑料的耐冲击性；三氯化铁的铁离子与改性玻璃纤维上的吡啶上的氮原子发生配位作用，形成以硅烷偶联剂改性的玻璃纤维为硅源，植酸(pa)作为酸源，3-氨基吡咯、4-氨基吡啶为氮源的复合阻燃体系，燃烧时部分硅源迁移到炭层表面参与形成致密炭层，3-氨基吡咯、4-氨基吡啶部分分解为氮气、氨气等难燃气体，降低易燃气体浓度，在气相发挥阻燃作用；pa主要分解为含磷自由基，阻断燃烧链式反应，起到猝灭作用，同时参与形成含磷炭层，提高炭层质量；铁离子主要在凝聚相催化有机组分的降解过程，加速基体炭化形成致密且连续的炭层，p、n、si及铁离子起到协同阻燃作用，增强了阻燃pbt复合塑料优良的阻燃性。