一种无卤阻燃PBT材料及制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102492272 A (43)申请公布日 2012.06.13 CN 102492272 A *CN102492272A* (21)申请号 201110415577.5 (22)申请日 2011.12.14 C08L 67/02(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/14(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/38(2006.01) C08K 5/3492(2006.01) C08K 5/521(2006.01) C08K 3/32(2006.01) C08K 5/523(2006.01) C08K

2、5/14(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/92(2006.01) C08L 77/02(2006.01) C08L 55/02(2006.01) (71)申请人 深圳市科聚新材料有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区福永镇富 桥工业区三区二期 A19 栋 (72)发明人 徐东 徐永 韩静 (74)专利代理机构 深圳市兴科达知识产权代理 有限公司 44260 代理人 王翀 (54) 发明名称 一种无卤阻燃 PBT 材料及制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种无卤阻燃增强 PBT 材料 的制备方法， 其组成 ( 重量份数 ) 为 ： PBT 树

3、脂 50-55份、 磷系阻燃剂或磷氮阻燃剂7-10份， 所术 的磷氮阻燃剂为磷酸盐与氮系阻燃剂按 1 1 重 量比复配制成、 无机阻燃剂 1.5-2 份、 复配成核剂 1-2 份、 增韧剂 2-3 份、 润滑剂 0.1-0.5 份、 抗氧剂 0.1-0.5 份， 玻璃纤维 25-30 份 ； 制备工艺为双螺 杆熔融挤出造粒。 本发明通过复配的阻燃剂， 利用 无机阻燃剂、 有机阻燃剂的不同阻燃作用机理， 可 制得灼热丝 850不起燃， 且各项物理机械性能 优异的无卤阻燃增强 PBT 材料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)

4、发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于， 其组成按重量配比为 ( 份 ) ： PBT 树脂 50-55 份 ； 复配阻燃剂 7-10 份 ； 无机阻燃剂 1.5-2 份 ； 复配成核剂 1-2 份 ； 增韧剂 2-3 份 ； 玻璃纤维 25-30 份 ； 润滑剂 0.1-0.5 份 ； 抗氧剂 0.1-0.5 份。 2. 根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述无机阻燃剂为三 氧化二锑、 硼酸锌、 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐、 MPP 双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐、 APP 聚磷酸铵。 3. 根

5、据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述的复配阻燃剂为 甲苯基二苯基磷酸酯与BPP过氧化特戊酸特丁酯复配或者MPP双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐与 APP 聚磷酸铵复配或者 OP1240 与 BPP 过氧化特戊酸特丁酯复配或者 OP1240 与 MCA 三聚氰 胺氰尿酸盐复配。 4. 根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述复合成核剂为长 链羧酸盐与滑石粉按 1 3 的重量比复配而成。 5. 根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述玻璃纤维为无碱 增强玻璃纤维。 6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PB

6、T材料， 其特征在于 ： 所述增韧剂为乙烯-甲 基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、 聚乙烯辛烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、 邻苯二 甲酸二烯丙酯 - 氯乙烯共聚物。 7. 根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述润滑剂为乙撑双 硬脂酰胺及其改性物、 聚硅氧烷的一种或几种组合物 ； 所述无机阻燃剂为三氧化二锑和硼 酸锌或 APP 聚磷酸铵。 8. 根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于 ： 所述的 PBT 树脂为 聚对苯二甲酸丁二醇酯， 其相对密度为 1.30-1.33， 熔点为 220 230， 粘度为 0.61 0.72P S ；

7、 所述抗氧剂为四 3-(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸 季戊四醇酯与亚磷酸 三 (2， 4- 二叔丁基苯酯 ) 的复配混合物或三甘醇双 -3-(3- 叔丁基 -4- 羟基 -5- 甲基苯基 ) 丙烯腈、 三 (2， 4- 二叔丁基酚 ) 亚磷酸酯中的一种。 9. 一种根据权利要求 1 所述的一种无卤阻燃 PBT 材料的制备方法， 其特征在于 ： 包括 如下步骤 ： 步骤 1、 按配方 ( 除玻璃纤维外 ) 称取物料， 步骤 2、 将物料倒入搅拌桶中搅拌 5-10 分钟， 搅拌转速为 300-800 转 / 分钟 ； 步骤 3、 将混合好的物料投入到双螺杆挤出机熔融挤出造粒，

8、在生产过程中加入短玻 璃纤维， 加工条件 ： 双螺杆挤出机一区 200-210、 二区 210-230、 三区 210-230、 四区 210-230、 五区 200-220、 六区 200-220、 七区 200-220、 八区 210-230 ； 螺杆转速 350-500 转 / 分钟。 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 从挤出机中段加入长玻璃纤维。 权 利 要 求 书 CN 102492272 A 2 1/5 页 3 一种无卤阻燃 PBT 材料及制备方法 技术领域 0001 本发明涉及高分子材料领域， 特别涉及一种无卤阻燃 PBT 材料及制备方法。 背景技术 000

9、2 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PBT) 具有价格低廉， 具有优良的加工性能， 机械性能， 耐 热老化性， 耐溶剂性， 对水稳定性， 电气性能等特性， 因此， 20 世纪 60 年代便开始了作为工 程塑料的应用开发。目前 PBT 工程塑料已应用于汽车、 电机、 电子、 家用电器及机械等行业。 0003 电子电器中的元件在过载、 短路等情况下会造成局部过热并可能引起燃烧， 因此， 电子电器产品中的部件的着火危险必须降低到一定程度。2010 年， IEC60335-1 标准要求非 金属材料灼热丝起燃温度(Glow-wire Ignitability Test， GWIT)从750提高到850以 上。目

10、前， 少数改性厂家用尼龙能达到这一要求， 但是尼龙的价格很高， 阻燃尼龙需添加的 阻燃剂也较多， 如果用 PBT 能达到这些要求， 在成本上会更具优势。 发明内容 0004 本发明为克服目前符合 2010 年， IEC 60335-1 标准要求非金属材料灼热丝起燃温 度从 750提高到 850以上， 提供一种无卤阻燃 PBT 材料及制备方法。 0005 本发明为实现其目的而采用的技术方案是 ： 一种无卤阻燃 PBT 材料， 其特征在于， 其组成按重量配比为 ： 0006 PBT 树脂 50-55 份 ； 0007 复配阻燃剂 7-10 份 ； 0008 无机阻燃剂 1.5-2 份 ； 0009

11、 复配成核剂 1-2 份 ； 0010 增韧剂 2-3 份 ； 0011 玻璃纤维 25-30 份 ； 0012 润滑剂 0.1-0.5 份 ； 0013 抗氧剂 0.1-0.5 份。 0014 进一步的， 上述的一种无卤阻燃 PBT 材料中 ： 所述的复配阻燃剂为甲苯基二苯基 磷酸酯与 BPP 过氧化特戊酸特丁酯复配 ； MPP 双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐与 APP 聚磷酸铵复 配 ； OP1240 与 BPP 过氧化特戊酸特丁酯复配 ； OP1240 与 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐复配。所述 无机阻燃剂为三氧化二锑、 硼酸锌、 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐、 MPP 双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐、 APP

12、 聚磷酸铵。 0015 所述复合成核剂为长链羧酸盐与滑石粉按 1 3 的重量比复配而成。 0016 所述玻璃纤维为无碱增强玻璃纤维， 使用巨石长纤维。 0017 所述增韧剂为乙烯 - 甲基丙烯酸丁酯 - 丙烯酸缩水甘油酯共聚物、 聚乙烯辛 烯 - 丙烯酸缩水甘油酯共聚物、 邻苯二甲酸二烯丙酯 - 氯乙烯共聚物。 0018 所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺及其改性物、 聚硅氧烷的一种或几种组合物。 说 明 书 CN 102492272 A 3 2/5 页 4 0019 所述抗氧化剂为四 3-(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸 季戊四醇酯与亚磷 酸三 (2， 4- 二叔丁基苯酯 ) 的复

13、配混合物或三甘醇双 -3-(3- 叔丁基 -4- 羟基 -5- 甲基苯 基 ) 丙烯腈、 三 (2， 4- 二叔丁基酚 ) 亚磷酸酯中的一种。 0020 一种无卤阻燃增强 PBT 材料的制备方法的技术方案包括以下步骤 ： 0021 1) 按配方称取物料 ； 0022 2) 将物料倒入搅拌桶中搅拌 5-10 分钟， 搅拌转速为 300-800 转 / 分钟 ； 0023 3) 将混合好的原料投入到双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 在生产过程中从挤出机 中段加入长玻璃纤维， 加工工艺如下 ： 双螺杆挤出机一区 200-210、 二区 210-230、 三 区 210-230、 四区 210-230、 五

14、区 200-220、 六区 200-220、 七区 200-220、 八区 210-230 ； 螺杆转速 350-500 转 / 分钟。 0024 本发明的效益为 ： 0025 1) 本发明通过无卤阻燃剂复配实现 PBT 材料的 GWIT 在 850以上 ； 0026 2) 本发明制得 PBT 材料的物理机械性能优异。 0027 在 PA6/ABS 合金中应用， 比较与传统的 SMA 和 ABS-g-MAH 效果更好。 0028 本发明通过调整甲苯基二苯基磷酸酯、 次膦酸盐、 三聚氰胺磷酸盐、 磷酸盐和氮 系阻燃剂混合物的配比可得到灼热丝点燃温度大于 850、 物理机械性能优异的阻燃增强 PB

15、T 材料， 其阻燃效果超过卤素阻燃剂十溴二苯乙烷。 具体实施方式 0029 本发明的一种阻燃增强 PBT 材料由以下材料按重量配比制成 ： 0030 PBT 树脂 50-55 份 ； 0031 复配阻燃剂 7-10 份 ； 0032 无机阻燃剂 1.5-2 份 ； 0033 复配成核剂 1-2 份 ； 0034 增韧剂 2-3 份 ； 0035 玻璃纤维 25-30 份 ； 0036 润滑剂 0.1-0.5 份 ； 0037 抗氧剂 0.1-0.5 份。 0038 其中， 所述PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 其相对密度为1.321， 熔点为220 230， 粘度为0.610.72P S ；

16、 复配阻燃剂为甲苯基二苯基磷酸酯与BPP过氧化特戊酸特 丁酯复配 ； MPP双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐与APP聚磷酸铵复配 ； OP1240与BPP过氧化特戊酸 特丁酯复配 ； OP1240 与 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐复配 ； 无机阻燃剂为三氧化二锑和硼酸锌或 APP聚磷酸铵 ； 复合成核剂为长链羧酸盐与滑石粉按13的重量比复配而成 ； 玻璃纤维为 无碱增强玻璃纤维 ( 巨石短纤 534) ； 增韧剂为乙烯 - 甲基丙烯酸丁酯 - 丙烯酸缩水甘油酯 共聚物、 聚乙烯辛烯 - 丙烯酸缩水甘油酯共聚物和邻苯二甲酸二烯丙酯 - 氯乙烯共聚物中 的一种 ( 市售 PTW， AX-8900 等 ) ； 润

17、滑剂为乙撑双硬脂酰胺及其改性物、 聚硅氧烷中的一种 或几种组合物 ； 抗氧化剂为四 3-(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸 季戊四醇酯与亚磷 酸三 (2， 4- 二叔丁基苯酯 ) 的复配混合物或三甘醇双 -3-(3- 叔丁基 -4- 羟基 -5- 甲基苯 基)丙烯腈、 三(2， 4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或几种混合物(市售型号1010， 168， 说 明 书 CN 102492272 A 4 3/5 页 5 PW-225 等 )。 0039 实施例 1 0040 将重量比 PBT 55 份、 甲苯基二苯基磷酸酯 6 份、 BPP 过氧化特戊酸特丁酯 4 份、 三氧化二锑

18、1 份、 硼酸锌 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长 玻璃纤维 25 份。其加工工艺如下 ： 双螺杆挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0041 实施例 2 0042 将重量比 PBT 55 份、 MPP 双磷酸季戊四醇酯蜜胺盐与 APP 聚磷酸铵混合物 10 份、 三氧化二锑 1 份、 硼酸锌 0.5 份

19、、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长 纤 25 份。其加工工艺如下 ： 双螺杆挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0043 实施例 3 0044 将重量比 PBT 53 份、 OP1240 5 份、 BPP 过氧化特戊酸特丁酯 5 份、 三氧化二锑 1 份、 硼酸锌 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.

20、5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌 桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长纤 30 份。其 加工工艺如下 ： 双螺杆挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0045 实施例 4 0046 将重量比 PBT 53 份、 OP 1240 5 份、 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐 5 份、 三氧化二锑 1 份、 APP 聚磷酸铵 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、

21、 抗氧剂 0.4 份在搅 拌桶中搅拌5分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长纤30份。 其 加工工艺如下 ： 双螺杆挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0047 对比例 1 0048 将重量比 PBT 55 份、 8010 十溴二苯乙烷 10 份、 三氧化二锑 1 份、 硼酸锌 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出

22、造粒， 同时从挤出机中段添加长纤 25 份。其加工工艺如下 ： 双 螺杆挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0049 对比例 2 0050 将重量比 PBT 55 份、 甲苯基二苯基磷酸酯 10 份、 三氧化二锑 1 份、 硼酸锌 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长纤 25 份。其加工工艺如下 ： 双 螺杆

23、挤出机一区 230、 二区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0051 对比例 3 0052 将重量比 PBT 53 份、 MCA 三聚氰胺氰尿酸盐 10 份、 三氧化二锑 1 份、 硼酸锌 0.5 说 明 书 CN 102492272 A 5 4/5 页 6 份、 增韧剂2.5份、 复合成核剂1.5份、 润滑剂0.5份、 抗氧剂0.4份在搅拌桶中搅拌5分钟， 再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长纤 30 份。其加工工艺如下 ： 双 螺杆挤出机一区 230、 二

24、区 250、 三区 260、 四区 250、 五区 220、 六区 220、 七区 2230， 八区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0053 对比例 4 0054 将重量比 PBT 53 份、 OP1240 10 份、 三氧化二锑 1 份、 APP 聚磷酸铵 0.5 份、 增韧剂 2.5 份、 复合成核剂 1.5 份、 润滑剂 0.5 份、 抗氧剂 0.4 份在搅拌桶中搅拌 5 分钟， 再经双螺 杆挤出机熔融挤出造粒， 同时从挤出机中段添加长纤 30 份。其加工工艺如下 ： 双螺杆挤出 机一区230、 二区250、 三区260、 四区250、 五区220、 六区220、

25、七区2230， 八 区 240 ； 螺杆转数控制在 450 转 / 分钟。 0055 性能评价标准及性能指标 0056 将上述方法完成造粒的粒子物料先在鼓风烘箱中 110-120的条件下干燥 3-5 小 时， 然后用将干燥好的粒子物料用注射成型机制成样条测试。 0057 实施例与对比例的性能分别如表 1 和表 2 ： 0058 表 1 0059 说 明 书 CN 102492272 A 6 5/5 页 7 0060 0061 结合表 1 和表 2 可以看出， 单独使用十溴二苯乙烷、 甲苯基二苯基磷酸酯、 三聚氰 胺氰尿酸盐、 OP1250 都无法使材料的灼热丝点燃温度达 850以上， 但通过调整甲苯基二 苯基磷酸酯、 次膦酸盐、 三聚氰胺磷酸盐、 磷酸盐和氮系阻燃剂混合物的配比可得到灼热丝 点燃温度大于 850、 物理机械性能优异的阻燃增强 PBT 材料， 其阻燃效果超过卤素阻燃剂 十溴二苯乙烷。 说 明 书 CN 102492272 A 7