基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物

基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是一种由对苯二甲酸（PTA）与1，3-丙二醇（PDO）经酯化和缩聚（和固相缩聚）反应合成的芳香族聚酯，自上世纪90年代工业化生产以来，已经广泛应用于人们日常活动的各个领域。它们可以制成纤维、薄膜、工程塑料等。然而PTT本身不能阻燃（极限氧指数约为21），随着火灾带来的危害日益严重，公众的防火安全意识的不断提高，对PTT阻燃的需求也在不断增长。由于PTT自身阻燃性能不够，使PTT在某些环境下限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物，其组分按质量百分数配比为：PTT 70%～90%、无机纳米阻燃剂5%～20%、纳米蒙脱土2%～5%、阻燃增效剂0.1%～1%、表面活性剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g、熔点245℃～258℃、相对密度1.30～1.35g/cm3的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述无机纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁或/和纳米氢氧化铝。

所述阻燃增效剂为对甲基磺酸钠（NATS）。

所述表面活性剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、丁二烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物中的一种。

所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物。

所述润滑剂为脂肪酸盐。

上述的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中，在110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，将无机纳米阻燃剂在80℃～120℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机纳米阻燃剂和表面活性剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的无机纳米阻燃剂，然后冷却至低于40℃出料，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入步骤（2）得到的表面活化处理的无机纳米阻燃剂，搅拌3～5分钟，再加入按重量配比称取的纳米蒙脱土、阻燃增效剂、抗氧剂和润滑剂，继续搅拌5～10分钟，使充分混合均匀后出料；

（4）、将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃温度下经过熔融混炼挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物。

本发明的有益效果是，本发明具有优良的阻燃性、良好的抗冲击性能、高强度、高耐热性、成本低等优点。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物，其组分按质量百分数配比为：PTT 73%、纳米氢氧化镁20%、纳米蒙脱土5%、对甲基磺酸钠（NATS）1%、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.3%、抗氧剂0.2%、脂肪酸盐0.5%，其中，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g、熔点245℃～258℃、相对密度1.30～1.35g/cm3的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中，在110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，将纳米氢氧化镁在80℃～120℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的纳米氢氧化镁和γ-氨丙基三甲氧基硅烷，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的纳米氢氧化镁，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入步骤（2）得到的表面活化处理的纳米氢氧化镁，搅拌3～5分钟，再加入按重量配比称取的纳米蒙脱土、对甲基磺酸钠（NATS）、抗氧剂和脂肪酸盐，继续搅拌5～10分钟，使充分混合均匀后出料；（4）、将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃温度下经过熔融混炼挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物。

实施例2：

一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物，其组分按质量百分数配比为：PTT 87%、纳米氢氧化铝10%、纳米蒙脱土2%、对甲基磺酸钠（NATS）0.2%、乙烯-马来酸酐共聚物0.2%、抗氧剂0.1%、脂肪酸盐0.5%，其中，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g、熔点245℃～258℃、相对密度1.30～1.35g/cm3的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中，在110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，将纳米氢氧化铝在80℃～120℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的纳米氢氧化铝和乙烯-马来酸酐共聚物，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的纳米氢氧化铝，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入步骤（2）得到的表面活化处理的纳米氢氧化铝，搅拌3～5分钟，再加入按重量配比称取的纳米蒙脱土、对甲基磺酸钠（NATS）、抗氧剂和脂肪酸盐，继续搅拌5～10分钟，使充分混合均匀后出料；（4）、将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃温度下经过熔融混炼挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的纳米阻燃组合物。