加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料及其制备方法

加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）均属通用工程塑料。PC性能优异，尤其是冲击强度高，在工程塑料中居首位，而且耐蠕变性好，玻璃化温度高，可在120℃～130℃的范围内连续使用，有良好的电绝缘性和尺寸稳定性。但PC的熔体粘度大，流动性差，耐溶剂性差，耐磨性差。PBT是一种结晶速度较快的热塑性工程塑料，具有优异的耐溶剂性，熔体流动性好，但PBT的玻璃化温度低，高温刚性不足，缺口敏感性大。因此，将PC和PBT共混，可克服PBT耐热性差、耐冲击性低、缺口冲击强度不高的缺点，同时弥补了PC耐化学药品性、成型加工性和耐磨性的不足，具有很好的实用前景。然而，共混PC/PBT合金材料的缺口冲击强度低，阻燃性不高。虽然PC燃烧时会放出CO₂能自熄，但其氧指数仅为21%～24%，不能满足一些领域对阻燃性能的要求。采用添加卤素阻燃剂虽然可以起到令人满意的阻燃效果，但卤素阻燃剂在燃烧时易放出有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体，特别是一些含卤素类阻燃体系在高温裂解及燃烧时，产生有毒的多溴代二苯并呋喃（PBDF）及多溴代二苯并嗯烷（PBDD），这对生命与财产安全构成严重威胁。因此，对PC/PBT合金材料进行加纤增强和阻燃无卤化是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有冲击性能好、机械强度高、耐热性能优良、无卤阻燃抑烟无毒的加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 20%～50%、PBT 20%～50%、玻璃纤维10%～30%、无卤阻燃剂12%～20%、相容剂0.5%～2%、亚磷酸三苯酯0.5%～1%、润滑剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的PC为聚碳酸酯，相对分子量在2800～3600之间。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，相对分子量在3000～3500之间。

所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。

所述的无卤阻燃剂为双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）、间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）、双环笼状含磷四配位硅阻燃剂（CPQS）、含磷硅阻燃剂（DOPO-TMDS）、氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）中的一种。

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。

所述的润滑剂为EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）、硬酯酸钙中的一种。

所述的抗氧剂为主抗氧剂1076与辅抗氧剂168的复配物。

上述的加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；

（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（3）将无卤阻燃剂在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；

（4）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和无卤阻燃剂加入高速混合机，混合均匀，再加入按重量配比称取的相容剂、亚磷酸三苯酯、润滑剂和抗氧剂，使一起充分混合5～15分钟；

（5）再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，并将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料。

本发明的有益效果是，采用添加玻璃纤维增强和阻燃剂无卤化改性制得的PC/PBT合金材料，不仅兼备有PC和PBT各自的优点，具有优良的综合性能，而且无卤阻燃达高效、安全、抑烟、无毒和UL94V-0阻燃剂的效果，玻纤增强显著提高了材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度以及热变形温度等。

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：

一种加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 30%、PBT 30%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维20%、双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）16%、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）1%、亚磷酸三苯酯1%、OP蜡1.5%、主抗氧剂1076与辅抗氧剂168的复配物0.5%。其中，所述的PC为聚碳酸酯，相对分子量在2800～3600之间。所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，相对分子量在3000～3500之间。

制备方法：（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）将双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（4）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）加入高速混合机，混合均匀，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）、亚磷酸三苯酯、OP蜡和主抗氧剂1076与辅抗氧剂168的复配物，使一起充分混合5～15分钟；（5）再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，并将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料。

实施例2：

一种加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、PBT 25%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维10%、含磷硅阻燃剂（DOPO-TMDS）12%、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）1%、亚磷酸三苯酯0.5%、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）1%、主抗氧剂1076与辅抗氧剂168的复配物0.5%。其中，所述的PC为聚碳酸酯，相对分子量在2800～3600之间。所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，相对分子量在3000～3500之间。

制备方法：（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）将含磷硅阻燃剂（DOPO-TMDS）在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（4）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和含磷硅阻燃剂（DOPO-TMDS）加入高速混合机，混合均匀，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）、亚磷酸三苯酯、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）和主抗氧剂1076与辅抗氧剂168的复配物，使一起充分混合5～15分钟；（5）再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，并将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在190℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的加纤增强阻燃无卤化PC/PBT合金材料。