[发明专利]一种无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT复合材料及制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及到聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，特别是涉及到使用一种无机材料与有机材料共混物经有机化制得协效阻燃剂，使用协效阻燃剂协同氮系阻燃剂阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料。 

[背景技术]

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)来源广泛，价格低廉，具有优异的耐化学性、耐蠕变性，耐疲劳，改性的PBT材料在提高PBT材料的强度、耐热性、耐燃烧性等性能上后，更是被广泛的应用在工程塑料领域。而PBT材料的应用领域的电子、电器、汽车运输业对材料的阻燃性有着严格的要求。在PBT材料中添加有效的阻燃剂是目前提高阻燃性的最有效、最经济的手段之一。最常用的阻燃剂主要有三大类：卤素类、磷氮类以及无机纳米粉体类。对于卤素阻燃剂在燃烧过程中会生成大量的烟和有毒、有腐蚀的气体，对环境造成污染，尤其是欧盟WEEE和RoHS两个指令中限制了电子电器产品的卤素阻燃剂的使用，以及含卤素阻燃PBT不能满足电子电器对材料电性能的部分较高要求，无卤化高CTI值(相对漏电起痕指数)PBT工程塑料的开发成为国内外塑料改性行业的研究趋势之一。纳米粉体类和磷氮类成为目前最受青睐的无卤阻燃材料。纳米粉体类阻燃剂有着宽泛的加工窗口，对设备磨损少，在生产、使用，废弃时都没有污染物出现，但是由于粉体类阻燃剂用量较大一般在40-60％，会严重影响了材料的机械性能，因此在制备阻燃增强PBT工程塑料中，较少采用粉体类阻燃剂。近年来，使用磷氮复配阻燃PBT材料方法正成为阻燃PBT材料的发展新方 向。氰尿酸三聚氰胺(又称为三聚氰胺尿酸盐MC)，MC在250-450℃发生分解反应，吸收大量的热，并放出氮气，冲淡了氧气和聚合物分解产生的可燃气体浓度，并且气体的对流可以带走大量的热量，降低材料表面的温度，在高温时能够脱水成碳。具有隔热、隔氧的作用。MC的白色洁净粉末外观也适合本色PBT工程塑料。但是随着环境保护的深入，越来越多的材料被要求低磷或无磷化，但是缺少磷系复配而单独添加氮系阻燃剂不能满足PBT无卤阻燃材料的阻燃要求。纳米蒙脱土用作阻燃材料具有添加量小，阻燃协同性能好，同时能够提高材料的物理性能等优势。本发明提供了一种用熔融插层制备蒙脱土聚四氟乙烯共聚物协同阻燃填充聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。协效阻燃剂由于不同阻燃剂之间作用力可以相对消弱同种阻燃剂的自聚力或聚集力，掺混过程中易于进行能量传输而形成良好的分散，充分发挥不同阻燃剂的各自优势，体现良好的堆砌作用，在达到阻燃效果的同时，大大减少使用同种阻燃剂阻燃时的用量，提高产品材料性能的同时，大大降低成本，获得更高的经济效益。 

蒙脱土是一种层状硅酸盐粘土，其结构片层的厚度为1nm，长度在数十至数百纳米之间，具有很高的比表面积和很大的长径比。蒙脱土在聚合物中达到全剥离或部分剥离时，其分散相的最低尺寸为单片结构单元，即厚度在1nm左右，长度在数十至数百纳米之间，能够最大限度的发挥无极物增强材料与聚合物集体之间的复合作用，提高材料的综合性能。 

聚四氟乙烯(英文缩写为Teflon或[PTFE，F4])在工程塑料上应用的聚四氟乙烯类抗滴落剂为纯的聚四氟乙烯粉末，纯粉剂的防滴落剂使用好的前提是如何很好的解决分散方面的问题，现在市面上的抗滴落剂厂家都会对产品的表 面进行烧结处理，虽然增加了产品的流动性与分散性，使产品在预混时能够很好的分散，但是在高填充量的阻燃体系中，由于聚四氟乙烯的亲和力较小，因此还是存在分散不均匀的现象。蒙脱土无机物在工业应用上也需要有机化处理来提高无机填料与聚合物之间的亲和力，因此我们采用聚四氟乙烯与蒙脱土混合同时有机化的处理方式，对于蒙脱土，可以利用蒙脱土片曾的离子交换和可插层性质，将含氟的有机分子引入到蒙脱土片层间，改善片层对聚合物的亲和性，增大片层间距，从而有利于聚合物插层。对于聚四氟乙烯，不仅小分子的聚四氟乙烯可以被引入到大间距片层的蒙脱土中间，而且在熔融插层的时候，聚四氟乙烯会与剥离的蒙脱土片层一同均匀分散在基体材料中，形成网状结构，能够更好的提高材料的阻燃性。 

[发明内容]

本发明的目的在于提供一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其强度、刚性、耐热性均有提高，并保持阻燃性。 

为实现上述目的设计一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于该复合材料由质量百分比35～70％的聚对苯二甲酸丁二醇酯、1～6％的有机化蒙脱土和聚四氟乙烯共混物、10～30％玻璃纤维、10～25％氮系复配阻燃剂，还包括助剂，助剂占复合材料质量百分比为2.1％～4.3％，