一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料

一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶线型饱和聚酯，具有良好的综合性能而被广泛用于汽车工业、机械设备、电子电气制造业等领域。然而，单纯PBT材料存在着阻燃性能差、缺口冲击强度低、抗静电能力不足等缺点，所以PBT材料一般都经过改性才能被应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能好、阻燃性高和永久抗静电性能的具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 55%～80%、无机刚性粒子8%～12%、二异氰酸酯1%～2%、二元醇2%～4%、相容剂3%～8%、阻燃剂10%～15%、抗静电母粒5%～15%、分散剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的无机刚性粒子为碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、硫酸钡、二氧化硅、云母、高岭土中的一种，其平均粒径在1000目～5000目之间。

所述的二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚碳酸酯二元醇中的一种。

所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。

所述的阻燃剂为四溴双酚A碳酸酯齐聚物。

所述的抗静电母粒是由75wt%载体、20wt%抗静电剂和5wt%硬脂酸酯组成的抗静电母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的一种或两者任意配比的混合物，抗静电剂为双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵、季铵盐类化合物、烷基磺酸盐、硬脂酸单甘酯（GMS）、聚醚酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）中的一种。

所述的分散剂为聚硅氧烷、乙撑双硬酯酰胺、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A中的一种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物。

上述的一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，阻燃剂在100℃～120℃下干燥30～45min，待用；

（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取载体、抗静电剂和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；

（3）按重量配比称取无机刚性粒子和二元醇，加入混合机低速搅拌0.5～15分钟，然后再加入二异氰酸酯在60℃～80℃温度下高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（4）然后再加入按重量配比称取干燥处理后的PBT、阻燃剂和抗静电母粒，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的相容剂、分散剂和抗氧剂，然后一起高速混合搅拌10～30分钟；

（5）再将步骤（4）混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化和捏合混炼，熔融温度控制在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机挤出后，经过冷却、切粒、干燥后即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与二元醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机刚性粒子表面包覆，形成以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其很好地结合和发挥各自优点，对PBT起到良好的协同增强增韧效果，同时通过添加抗静电母粒对PBT改性，使得制品的表面电阻率可达10⁸～10¹⁰Ω·cm，抗静电性能高效、持久，而且制得PBT材料具有阻燃能效高、加工性能好、成本低等优点，可广泛应用于电子、电器、汽车等工业零配件等领域。

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：

一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 58%、碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、丁二醇3%、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）5%、四溴双酚A碳酸酯齐聚物12%、抗静电母粒10%、聚硅氧烷0.3%、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物0.2%，其中，碳酸钙的平均粒径在1000目～5000目之间。所述的抗静电母粒是由75wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、20wt%双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵和5wt%硬脂酸酯组成。

制备方法：（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，四溴双酚A碳酸酯齐聚物在100℃～120℃下干燥30～45min，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）按重量配比称取碳酸钙和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5～15分钟，然后再加入二异氰酸酯在60℃～80℃温度下高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（4）然后再加入按重量配比称取干燥处理后的PBT、四溴双酚A碳酸酯齐聚物和抗静电母粒，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、聚硅氧烷和抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物，然后一起高速混合搅拌10～30分钟；（5）再将步骤（4）混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化和捏合混炼，熔融温度控制在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机挤出后，经过冷却、切粒、干燥后即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料。

实施例2：

一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 66%、滑石粉8%、二异氰酸酯1%、聚碳酸酯二元醇2%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）4%、四溴双酚A碳酸酯齐聚物10%、抗静电母粒8%、TAS-2A 0.6%、抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物0.4%，其中，滑石粉的平均粒径在1000目～5000目之间。所述的抗静电母粒是由75wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、20wt%硬脂酸单甘酯（GMS）和5wt%硬脂酸酯组成。

制备方法：（1）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，四溴双酚A碳酸酯齐聚物在100℃～120℃下干燥30～45min，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、硬脂酸单甘酯（GMS）和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）按重量配比称取滑石粉和聚碳酸酯二元醇，加入混合机低速搅拌0.5～15分钟，然后再加入二异氰酸酯在60℃～80℃温度下高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（4）然后再加入按重量配比称取干燥处理后的PBT、四溴双酚A碳酸酯齐聚物和抗静电母粒，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、TAS-2A和抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物，然后一起高速混合搅拌10～30分钟；（5）再将步骤（4）混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化和捏合混炼，熔融温度控制在170℃～230℃，通过双螺杆挤出机挤出后，经过冷却、切粒、干燥后即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和阻燃抗静电改性PBT材料。