阻燃增强耐漏电高性能PBT材料及其制备方法

阻燃增强耐漏电高性能PBT材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PBT材料及其制备方法，具体地说是一种阻燃增强耐漏电高性能PBT材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是五大工程塑料之一，被广泛用于电子、电气、家电等行业。目前，PBT材料大多采用阻燃增强改性材料，既具有玻璃纤维增强PBT的性能，又具有很好的难燃烧性能，而阻燃剂一般使用卤系阻燃剂和红磷等，卤系阻燃剂燃烧会产生卤代氢、二噁英等有毒物质，对人们的健康和环境都会造成极大危害，许多国家已经开始限制或禁止使用卤系阻燃剂；而采用红磷作为阻燃剂虽然具有阻燃性及热稳定性好，不挥发，阻燃效率高价格低的优点，但红磷阻燃剂极易吸湿，着火点低，在受热或撞击情况下极易摩擦起火爆炸，安全性差，另外，由于红磷本身的颜问题，只能制成深产品等。在现有PBT材料中，对可以满足高耐漏电、无卤阻燃、价格低和方便制备的PBT材料却极少，因此研发一种高耐漏电、无卤阻燃、价格低、方便制备、并能提升力学性能的PBT材料及其制备方法，有着重要的经济和社会意义，将具有广阔的使用领域和市场。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种以红磷母粒作为阻燃剂的高耐漏电、无卤阻燃、价格低和提升力学性能的阻燃增强耐漏电高性能PBT材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：阻燃增强耐漏电高性能PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 45%～60%、红磷母粒12%～14%、氧化钙2%～3%、无碱玻璃纤维20%～40%、抗氧剂0.1%～0.6%、润滑剂0.3%～1%、增韧剂1%～5%、硅烷类偶联剂0.2%～1.5%。

所述的红磷母粒为红磷母粒RPM-540B，由蓝星石化科技股份有限公司生产。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物。

所述的润滑剂为聚乙烯蜡、TAS-2A、EVA蜡、AClyn低分子量离聚物、TAF、硬脂酸钙的一种或多种。

所述的增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、马来酸酐接枝POE、乙烯-丁基丙烯酸二元共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-缩水甘油酯三元共聚物、低密度聚乙烯或其互配物。

上述一种改性PBT材料的制备方法为：

（1）将上述各组分按比例配料；

（2）将PBT在120℃～140℃下干燥4～6小时，红磷母粒、无碱玻璃纤维100℃～120℃下干燥30～45min；

（3）将按照步骤（2）进行干燥处理后的PBT、红磷母粒、无碱玻璃纤维置于高速搅拌机内，同时将氧化钙、抗氧剂、润滑剂、增韧剂、硅烷类偶联剂置于同一高速搅拌机内，通过高速搅拌机混合均匀；

（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，调节螺杆转速为250～350rpm，双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为200℃、220℃、235℃、240℃、240℃、230℃、220℃、220℃、220℃、240℃，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼，经机头挤出、拉条、冷却、干燥，最后包装，即得阻燃增强耐漏电高性能PBT材料。

本发明的有益效果是，采用氧化钙作为PBT材料的协效剂，可显著提升其耐漏电性能和力学性能，在加入量不超过3%、与红磷母粒12%～14%共混使用可以保障垂直燃烧达到V0级阻燃要求，阻燃效能好，热稳定性高；玻璃纤维经过偶联剂处理，并加入抗氧剂、润滑剂和增韧剂，进一步提高材料的相容性、阻燃性、耐漏电性和使用寿命等；本发明的制备方法具有操作简易的优点。

本发明中，氧化钙对PBT材料的力学强度强度影响很小，并且能显著提高PBT材料的相对漏电起痕指数CTI值，与红磷母粒之间还存在阻燃性能的协同效果。加入2%的氧化钙时，所得PBT材料的力学性能最优性能最优；加入3%氧化钙时，所得PBT材料的综合性能最好，CTI值较高。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种阻燃增强耐漏电高性能PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 55%、红磷母粒RPM-540B 12%、氧化钙2%、无碱玻璃纤维25%、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%、EVA蜡1%、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE 3.5%、硅烷类偶联剂1%。

制备方法：（1）将上述各组分按比例配料；（2）将PBT在120℃～140℃下干燥4～6小时，红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维100℃～120℃下干燥30～45min；（3）将干燥处理后的PBT、红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维置于高速搅拌机内，同时将氧化钙、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物、EVA蜡、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、硅烷类偶联剂置于同一高速搅拌机内，通过高速搅拌机混合均匀；（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，调节螺杆转速为250～350rpm，双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为200℃、220℃、235℃、240℃、240℃、230℃、220℃、220℃、220℃、240℃，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼，经机头挤出、拉条、冷却、干燥，最后包装，即得阻燃增强耐漏电高性能PBT材料。

实施例2：

一种阻燃增强耐漏电高性能PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 60%、红磷母粒RPM-540B 12%、氧化钙3%、无碱玻璃纤维20%、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%、TAS-2A 0.5%、低密度聚乙烯3%、硅烷类偶联剂1%。

制备方法：（1）将上述各组分按比例配料；（2）将PBT在120℃～140℃下干燥4～6小时，红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维100℃～120℃下干燥30～45min；（3）将干燥处理后的PBT、红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维置于高速搅拌机内，同时将氧化钙、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物、TAS-2A、低密度聚乙烯、硅烷类偶联剂置于同一高速搅拌机内，通过高速搅拌机混合均匀；（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，调节螺杆转速为250～350rpm，双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为200℃、220℃、235℃、240℃、240℃、230℃、220℃、220℃、220℃、240℃，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼，经机头挤出、拉条、冷却、干燥，最后包装，即得阻燃增强耐漏电高性能PBT材料。

实施例3：

一种阻燃增强耐漏电高性能PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 45%、红磷母粒RPM-540B 12%、氧化钙2%、无碱玻璃纤维35%、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%、硬脂酸钙0.5%、乙烯-丙烯酸丁酯-缩水甘油酯三元共聚物4%、硅烷类偶联剂1%。

制备方法：（1）将上述各组分按比例配料；（2）将PBT在120℃～140℃下干燥4～6小时，红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维100℃～120℃下干燥30～45min；（3）将干燥处理后的PBT、红磷母粒RPM-540B、无碱玻璃纤维置于高速搅拌机内，同时将氧化钙、受阻酚抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物、硬脂酸钙、乙烯-丙烯酸丁酯-缩水甘油酯三元共聚物、硅烷类偶联剂置于同一高速搅拌机内，通过高速搅拌机混合均匀；（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机中，调节螺杆转速为250～350rpm，双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为200℃、220℃、235℃、240℃、240℃、230℃、220℃、220℃、220℃、240℃，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，充分熔融塑化、捏合混炼，经机头挤出、拉条、冷却、干燥，最后包装，即得阻燃增强耐漏电高性能PBT材料。