專利名稱：一種耐翹曲玻纖增強阻燃pbt材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料及其制備方法。
背景技術：
PBT是由美國Celanese公司開發的一類較新的熱塑料工程塑料，具有以下特點結晶速度快，可快速成型；吸水率低，電氣性能優異且隨溫濕度變化小；耐候性好，適于戶外使用，且耐藥品性優異；力學性能優良，優異的沖擊韌性；突出的耐摩擦和耐磨耗。PBT材料現已廣泛應用于電子、電氣、汽車、家用電器、電動 工具、運動器械等領域，也是最近十年中增長速度最快的工程塑料之一，但是現有的PBT材料存在結晶收縮率大、尺寸穩定性差的缺點。目前，有相當大一部分的PBT增強材料均是以玻璃纖維作為其增強改性的材料，增強后的PBT不僅提高了 PBT的耐疲勞強度和硬度，而且在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、耐磨擦等方面均有顯著提高。申請號為201110144646. 3的中國發明專利公開了一種玻纖增強PBT/PP合金材料及其制備方法，玻纖增強PBT/PP合金材料按重量份由以下組分組成PBT樹脂100份；PP樹脂30 50份；自制相容劑10 25份；阻燃劑20 40份；阻燃協效劑8 20份；潤滑劑I 3份；抗氧化劑O. 2^1. 5份；玻璃纖維35 70份。然而,玻璃纖維增強后的PBT仍有一些不足之處,其中存在的一個嚴重缺陷就是注塑大件制品時，產品會發生翹曲，影響產品的使用和外觀，還有材料的韌性差、尺寸穩定性差等缺點，從而限制了 PBT材料在某些領域的發展應用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其抗翹曲效果好、力學性能優良、尺寸穩定性良好。本發明的另一目的在于提供該耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的制備方法，該制備方法工藝簡單、成本低。本發明的目的通過下述技術方案實現一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，由以下重量份的原料組成
PBT樹脂40 - 70份
玻璃纖維10 - 50份
云母粉3 - 10份
溴化環氧樹脂5 - 15份
三氧化二銻I - 5份
抗氧劑O. 2 - I. 5份。其中，三氧化二銻是應用最早的阻燃劑，適用于環氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，單獨使用時用量要大，阻燃效果差，當與鹵素化物(如本發明的溴化環氧樹脂)并用時則有良好的協同效應，用量少，阻燃效果明顯提高。其中，所述PBT樹脂的特性粘度為I. 0-1. 6 dL/g。其中，所述玻璃纖維的直徑為5-24 μ m。其中，所述玻璃纖維的長度為17_25mm。其中，所述云母粉的粒徑為2. 5 - 5. O μ m。其中，所述溴化環氧樹脂的粘度為3000 - 4000mPa · S，所述溴化環氧樹脂溴的質
量含量為25 - 35%。其中，所述抗氧劑為四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三 (2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯和2-叔丁基-6- (3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)_4_甲基苯基丙烯酸酯中的一種或以任意比例混合的幾種。一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的制備方法，包括如下步驟
(1)按重量配比稱取PBT樹脂、云母粉、溴化環氧樹脂、三氧化二銻和抗氧劑，放入高速混合機中干混5 - lOmin，得到共混物；
(2)將玻璃纖維和步驟(I)得到的共混物加入雙螺桿擠出機擠出、造粒，得到粒子，玻璃纖維由雙螺桿擠出機的玻纖口加入；
(3)將步驟(2)得到的粒子在80°C溫度下烘烤I- 2小時，得到一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料。其中，在步驟(I)稱取之前，先對所述PBT樹脂進行烘烤，烘烤溫度為85°C，烘烤時間為I - 2小時。其中，所述步驟(2)中雙螺桿擠出機的具體參數為一區溫度240 - 250°C，二區溫度240 - 2500C，三區溫度240 - 250°C，四區溫度240 - 250°C，五區溫度230 - 240°C，六區溫度230 - 240 0C，七區溫度230 - 240 °C，八區溫度230 - 240 °C，九區溫度230 - 240 °C，模頭溫度 250 - 270 0C，壓力 12 - 18MPa,螺桿轉速 350 - 390r/min。本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果
本發明提供的一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，包括PBT樹脂、玻璃纖維、云母粉、溴化環氧樹脂、阻燃劑三氧化二銻和抗氧劑，添加玻璃纖維能夠顯著地提高材料的耐熱性能和力學性能；添加云母粉可以有效改善材料的抗翹曲性，總之，本發明制備的耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的抗翹曲效果好、力學性能優良、尺寸穩定性良好，本發明制作工藝簡單、成本低。
具體實施例方式 為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I。將特性粘度為I. OdL/g的PBT樹脂于85°C烘烤I小時；稱取烘干后的PBT樹脂40Kg，粒徑為2. 5 μ m的云母粉3Kg，粘度為3000mPa *s，含溴量為25%的溴化環氧樹脂5Kg，三氧化二銻lKg，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 2Kg，放入高速混合機中干混5min ;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為17mm、單絲直徑為5μπι的璃纖維50Kg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度240°C，二區溫度240°C，三區溫度240°C，四區溫度240°C，五區溫度230°C，六區溫度230°C，七區溫度230°C，八區溫度230°C，九區溫度230°C，模頭溫度250°C，壓力12MPa，螺桿轉速350r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤I小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。實施例2。將特性粘度為I. I dL/g的PBT樹脂于85°C烘烤2小時；稱取烘干后的PBT樹脂46Kg，粒徑為3. O μ m的云母粉4. 4Kg，粘度為3200mPa · s,含溴量為28%的溴化環氧樹脂7Kg，三氧化二銻I. 8Kg，三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯O. 5Kg，放入高速混合機中干混6min;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為20mm、單絲直徑為9μπι的玻璃纖維42Kg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控 制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度242°C，二區溫度242°C，三區溫度242°C，四區溫度242 V，五區溫度232 °C，六區溫度232 °C，七區溫度232 °C，八區溫度232 °C，九區溫度232 °C，模頭溫度254°C，壓力13MPa，螺桿轉速360r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤2小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。實施例3。將特性粘度為I. 6 dL/g的PBT樹脂于85°C烘烤I小時；稱取烘干后的PBT樹脂52Kg，粒徑為3. 5 μ m的云母粉5. 8Kg，粘度為3500mPa · s,含溴量為30%的溴化環氧樹脂9Kg，三氧化二銻2. 6Kg，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 7Kg，放入高速混合機中干混7min ;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為22mm、單絲直徑為13 μ m的玻璃纖維34Kg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度244°C，二區溫度2440C，三區溫度244°C，四區溫度244°C，五區溫度234°C，六區溫度234°C，七區溫度234°C，八區溫度234°C，九區溫度234°C，模頭溫度258°C，壓力14MPa，螺桿轉速370r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤I小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。實施例4。將特性粘度為I. 4 dL/g的PBT樹脂于85°C烘烤2小時；稱取烘干后的PBT樹脂58Kg，粒徑為4. O μ m的云母粉7. 2Kg，粘度為4000mPa · s,含溴量為35%的溴化環氧樹脂11如，三氧化二銻3.4如，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 5 Kg、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯O. 4Kg，放入高速混合機中干混Smin ;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為25mm、單絲直徑為17 μ m的玻璃纖維26Kg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度246 °C，二區溫度246 °C，三區溫度246 °C，四區溫度246 °C，五區溫度236 °C，六區溫度236 V，七區溫度236 V，八區溫度236 V，九區溫度236 V，模頭溫度262 °C，壓力15MPa，螺桿轉速380r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤2小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。實施例5。
將特性粘度為I. 3dL/g的PBT樹脂于85°C烘烤I小時；稱取烘干后的PBT樹脂64Kg，粒徑為4. 5 μ m的云母粉8. 6Kg，粘度為4000mPa · s,含溴量為30%的溴化環氧樹脂13Kg，三氧化二銻4. 2Kg，四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 6Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 6Kg，放入高速混合機中干混9min ;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為23mm、單絲直徑為21 μ m的玻璃纖維18Kg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度248°C，二區溫度248°C，三區溫度248°C，四區溫度248°C，五區溫度238°C，六區溫度238°C，七區溫度238°C，八區溫度238°C，九區溫度238°C，模頭溫度266°C，壓力16MPa，螺桿轉速390r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤I小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。實施例6。將特性粘度為I. OdL/g的PBT樹脂于85°C烘烤2小時；稱取烘干后的PBT樹脂 70Kg，粒徑為5. O μ m的云母粉10Kg，粘度為3500mPa · s,含溴量為29%的溴化環氧樹脂15Kg，三氧化二銻5Kg，三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯O. 8Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯O. 7Kg，放入高速混合機中干混IOmin ;將混合的原料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機擠出造粒，稱取長度為17_、單絲直徑為24 μ m的玻璃纖維IOKg由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；具體工藝為雙螺桿擠出機一區溫度250°C，二區溫度250°C，三區溫度250°C，四區溫度250°C，五區溫度2400C，六區溫度240°C，七區溫度240°C，八區溫度240°C，九區溫度240°C，模頭溫度270°C，壓力18MPa，螺桿轉速350r/min ;將生產出的粒子于80°C溫度下烘烤2小時，按照國家標準利用注射成型工藝制備成測試樣條，進行樣條性能測試，測試結果如表I所示。本實施例Γ6制備的耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的測試方法為
拉伸強度按IS0-527-2進行測試，試樣尺寸150*10*4mm，拉伸速度為50mm/min ；
彎曲強度按ISO 178進行測試，試樣尺寸80*10*4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm ；
簡支梁沖擊強度按ISO 179進行測試，試樣尺寸80*6*4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一;
翹曲形變量按GB 15585測試成型收縮率標準測試；
阻燃測試按照國際UL94標準測試，樣條120*12. 7*1. 6mm。材料的綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度和彎曲強度的數值進行評價；抗翹曲效果根據形變量進行評價。本實施例f 6制備的耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的機械物理性能如表I所示 表I
IjT式項目I實施例11實施例2 I實施例3 I實施例4 I實施例5 I實施例6
無缺口沖擊強度(KJ/m2)~ 16.7 —16. 3 16.0 15.6 15. 3
M口沖擊強度(KJ/m2)8Λ 7.9 —7.8 7.6 ~5 7. 3
涵曲形變量0703% 0.05% 一 0.04% 0.04% K 02% 0.01%
fe 伸強度(MPa)TT0~ 112 一 108 106 105 104
鴦曲強度(MPa)198~ 201 — 196 193 192 190
11 燃|vo |vo |vo |vo |vo |vo
從表I可以看出，本發明制備的抗翹曲玻纖增強阻燃PBT材料抗翹曲效果好、力學性能優良、尺寸穩定性好、阻燃性好，而且制作工藝簡單，成本比市場現有的普通玻纖增強阻燃PBT低，可廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業領域。 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在干由以下重量份的原料組成 PBT樹脂40 - 70份 玻璃纖維10 - 50份 云母粉3 - 10份 溴化環氧樹脂5 - 15份 三氧化ニ銻I - 5份 抗氧劑O. 2 - I. 5份。
2.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述PBT樹脂的特性粘度為L 0-1. 6dL/g。
3.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述玻璃纖維的直徑為5 - 24 μ m。
4.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述玻璃纖維的長度為17-25mm。
5.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述云母粉的粒徑為2. 5 - 5. O μ m。
6.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述溴化環氧樹脂的粘度為3000 - 4000mPa · s，所述溴化環氧樹脂溴的質量含量為25 - 35%。
7.根據權利要求I所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料，其特征在于所述抗氧劑為四[β _(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯和2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯中的一種或以任意比例混合的幾種。
8.權利要求I_7任一項所述的一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)按重量配比稱取PBT樹脂、云母粉、溴化環氧樹脂、三氧化ニ銻和抗氧劑，放入高速混合機中干混5 - lOmin，得到共混物； (2)將玻璃纖維和步驟(I)得到的共混物加入雙螺桿擠出機擠出、造粒，得到粒子； (3)將步驟(2)得到的粒子在80°C溫度下烘烤I- 2小時，得到一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料。
9.根據權利要求8所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的制備方法，其特征在于在步驟(I)稱取之前，先對所述PBT樹脂進行烘烤，烘烤溫度為85°C，烘烤時間為I - 2小時。
10.根據權利要求8所述的ー種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中雙螺桿擠出機的具體參數為一區溫度240 - 250°C，ニ區溫度 ,240 - 250°C，三區溫度240 - 250°C，四區溫度240 - 250°C，五區溫度230 - 240°C，六區溫度,230 - 240 0C，七區溫度230 - 240 °C，八區溫度230 - 240 °C，九區溫度230 - 240 °C，模頭溫度,250 - 270°C，壓カ 12 - 18MPa，螺桿轉速 350 - 390r/min。
全文摘要
本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料及其制備方法，所述材料由以下重量份的原料組成PBT樹脂40–70份、玻璃纖維10–50份、云母粉3–10份、溴化環氧樹脂5–15份、三氧化二銻1–5份、抗氧劑0.2–1.5份；按重量配比稱取PBT樹脂、云母粉、溴化環氧樹脂、三氧化二銻和抗氧劑，放入高速混合機中干混；將上述共混物投入雙螺桿擠出機經熔融擠出、造粒，其中玻璃纖維由機器的玻纖口加入，添加速度由螺桿轉速控制；將生產出的粒子進行烘烤，得到耐翹曲玻纖增強阻燃PBT材料。本發明制備的抗翹曲玻纖增強阻燃PBT材料抗翹曲效果好、力學性能優良、尺寸穩定性良好，而且制作工藝簡單，成本低。
文檔編號C08K7/14GK102838853SQ20121036498
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者劉福軍 申請人:東莞市松燊塑料科技有限公司