[发明专利]纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料技术领域，具体地说是一种纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶型线形饱和聚酯树脂，已被广泛应用在电子电器、家电、汽车工业等行业，但这些行业对燃烧、安全性能有严格的要求，所以在PBT中添加阻燃剂以提高其阻燃性和保证产品的使用安全性等方面，成为了近年来对PBT研发的一个重要课题。在PBT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卤素类、磷氮类、有机硅系类和无机纳米类等几种。对于卤素类阻燃剂在燃烧过程中会生成大量的烟和有毒、有腐蚀性气体，对环境造成严重的污染，因此，磷氮类、有机硅系类和无机纳米类的阻燃剂成为环保健康型阻燃剂逐渐受到人们的亲睐，特别是21世纪以来，纳米技术的普遍推广，纳米材料被认为是21世纪最有前途的材料，并已经成为世界性的研究热潮，因此制备添加纳米阻燃剂是获得具有高阻燃性能的聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的重要方法之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热性好、强度高和具有优良电气性能的纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料，其组分按质量百分数配比为：聚对苯二甲酸丁二醇酯 30%～60%、增强剂15%～30%、复配型阻燃剂10%～20%、增韧剂5%～10%、相容剂3%～5%、表面处理剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的增强剂为无碱玻璃纤维、纳米碳酸钙、纳米高岭土、硅灰石、晶须中的一种。

所述的复配型阻燃剂为纳米氢氧化镁30wt%、纳米蒙脱土20wt%和聚硅烷阻燃剂50wt%三者混合的复配物，其中纳米氢氧化镁和纳米蒙脱土均经硅烷改性处理过。

所述的增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）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）、马来酸酐接枝乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物（EPDM-g-MAH）、马来酸酐接杆乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS-g-MAH）中的一种。

所述的表面处理剂为硬脂酸镁、钛酸酯、铝酸酯、硅烷和磷酸酯中的一种。

所述的润滑剂为硬脂酸钙或乙撑双硬酯酰胺。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（2）将增强剂在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的增强剂及表面处理剂，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使表面处理剂均匀包覆增强剂，然后冷却至低于40℃制得表面处理的增强剂，待用；

（3）按重量配比称取经硅烷改性处理过的纳米氢氧化镁30wt%、经硅烷改性处理过的纳米蒙脱土20wt%和聚硅烷阻燃剂50wt%，使混合均匀，制得复配型阻燃剂，然后在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

（4）按重量配比称取干燥处理后的聚对苯二甲酸丁二醇酯、复配型阻燃剂和经表面处理的增强剂，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的增韧剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂，然后一起加入高速混合机中充分混合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190℃～250℃，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纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。

本发明的有益效果是，本发明将纳米技术与高分子材料结合，利用纳米改性的复配型阻燃剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯熔融共混并通过双螺杆挤出制得的纳米阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料，具有无卤抑烟的优良阻燃性能，达到UL94V-0阻燃级，并在燃烧过程中无融滴现象，同时其产品还具有良好的光泽、尺寸稳定、低翘曲、高模量、高耐热、高抗冲击等性能，并且成本低，可广泛应用于电子电气、汽车工业、机械配件等领域，应用前景广阔。

具体实施方式