[发明专利]阻燃扩链聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃扩链聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，属高分子材料改性技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种热塑性半结晶型树脂，具有优异的力学、电学、耐化学腐蚀、易成型及低吸湿等性能，是一种综合性能优良的工程塑料，在电子电气、汽车工业、机械仪表、通信设备和灯具元件等领域中得到广泛的应用。但PBT本身易于燃烧，燃烧时会释放出大量的热，并伴有大量浓烟和有毒气体，因此对PBT进行阻燃改性特别是环保阻燃改性，降低其潜在的火灾危险性，一直是PBT应用领域急需解决的重大问题。含磷阻燃剂或磷-氮阻燃剂对PBT具有一定的阻燃作用，特别是次膦酸铝盐的阻燃效果尤为突出，用量远低于除红磷以外的其他阻燃剂，且与其它磷系阻燃剂在玻纤增强PBT阻燃复合材料方面表现出较好的协效作用。中国发明专利ZL200810089638.1公开了一种高机械性能无卤阻燃PBT复合材料的制备方法及复合材料，该专利采用经过高温处理的次膦酸盐和三聚氰胺磷酸盐复配阻燃PBT，阻燃剂总添加质量百分比为25％，阻燃等级达到UL94V-00.8mm。二乙基次膦酸铝具有密度较低、色泽较佳、CTI值较高(可达600V)及热稳定性较高(分解温度＞350℃)等优点，其阻燃未增强PBT，在质量用量为13％时，可使PBT阻燃等级达到UL94V-01.6mm，但在该用量下PBT各力学性能如拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等均出现较大程度的下降，且下降程度与用量直接相关，用量越大，对力学性能的影响越明显；另外，二乙基次膦酸铝目前价格十分昂贵，在此用量下阻燃成本十分高，成为其获得实际应用的重大阻碍，因此降低其用量对其力学性能的保持以及获得实际应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对现有二乙基次膦酸铝阻燃PBT存在的不足，提供一种阻燃性能达到较高等级的前提下力学性能保持在较高水平的阻燃扩链聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物。

对苯二甲酸丁二醇酯的机械性能与其分子量有很大的关系，分子量越大，其力学性能如拉伸强度、缺口冲击强度等越高。在二乙基次膦酸铝阻燃PBT体系中，由于次膦酸铝盐吸水性强，在加工过程中导致PBT水解，分子量降低，从而力学性能下降。通过化学扩链方法，即加入能与端基反应的具有较大活性的双或多官能团物质，可在挤出的同时实现分子量的增加产生增粘作用，从而保持PBT较高的力学性能。有机聚硅氧烷主链由Si-O-Si键构成，具有良好的耐高低温性、阻燃性、耐候性等，侧基带环氧基的聚硅氧烷耐热氧稳定性好，可在较高的加工温度下使用，且环氧基团反应活性较高，能与PBT分子链上的羟基、羧基等反应扩链，将其与二乙基次膦酸铝复配用于PBT体系的阻燃具有阻燃协效和扩链增粘双重作用。

本发明采用侧基带环氧基聚硅氧烷与二乙基次膦酸铝复配提高阻燃性能，同时利用其所带环氧基团与PBT端基的扩链反应增粘，使PBT阻燃性能达到较高等级的前提下力学性能保持在较高的水平。

为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种阻燃扩链聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，按质量百分比计，其原料配方组分组成如下：85％～90％聚对苯二甲酸丁二醇酯、9％～12％二乙基次膦酸铝、0.4％～3％侧基带环氧基聚硅氧烷、0.3％～0.7％加工助剂；

所述二乙基次膦酸铝结构式为

所述侧基带环氧基聚硅氧烷包含甲基苯基硅氧结构单元和侧基带环氧基硅氧结构单元，结构通式(1)为：

其中m、n分别表示两种结构单元组成份数，m＝0.5～0.75，n＝0.5～0.25，m+n＝1，数均分子量为1100～2500；

所述的加工助剂为抗氧剂和抗滴落剂；所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；抗滴落剂为聚四氟乙烯或苯乙烯-丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯。

进一步地，所述酚类抗氧剂优选为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。

所述亚磷酸酯类抗氧剂有为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯或双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。

按质量百分比计，原料中所述聚对苯二甲酸丁二醇酯优选占配方原料的86.9％～88.1％。