[发明专利]陶瓷纤维增强阻燃PBT材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及树脂增强技术领域，具体涉及陶瓷纤维增强阻燃PBT材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷纤维是一种集纤维状轻质耐火材料，其直径一般为2μm～5μm，长度多为30mm～250mm，陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度,多用于工业绝缘、密封，防护材料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件的绝缘和隔热材，汽车行业隔热材料等。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称PBT)为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯，PBT具有高的机械强度、高耐热性和电绝缘性，其优异的机械性能、电学性能和易加工的特点使其被广泛应用于电子电器和汽车工业领域。但是，PBT缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。故现有技术通常采用玻璃纤维增强或无机填充改性，可使其拉伸强度、弯曲强度提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。但若要对材料进行增强，往往需要添加较大量的玻璃纤维，大量玻璃纤维的加入会影响材料和外观性能，另外，玻璃纤维的阻燃性和耐火性较差，不能满足PBT材料在电子零部件和节能灯等产品使用时的温度要求。

背景技术中，还未见引入陶瓷纤维作为PBT材料增强组分的相关文献，与玻璃纤维相比，陶瓷纤维能耐受更高的温度，且力学性能更加优异，仅需较少的添加量即可满足增强效果。

以陶瓷纤维作为树脂的增强组分，现有技术中存在的问题是:由于陶瓷纤维长径比大，表面电荷不均匀，由此产生的机械纠缠力、静电力等使得陶瓷纤维在分散介质中难以分散，容易发生纤维的聚集现象，纤维逐渐聚集成球，便成为陶瓷纤维球,陶瓷纤维球的存在会使得增强效果大大降低。

发明内容

本发明创造要解决的问题是在添加少量陶瓷纤维的基础上，提高材料的力学性能和阻燃性能，降低了纤维对PBT材料外观的影响；通过添加分散剂，降低陶瓷纤维成球率，提高陶瓷纤维的均匀分散性，进一步加强了对PBT树脂的增强效果。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种陶瓷纤维增强阻燃PBT材料，由以下以重量百分数计的组分组成：

优选地，所述的PBT树脂的密度为1.31～1.40g/cm3，熔点220～240℃，测试条件为230℃，标准试验负荷为2.16Kg。

优选地，所述的陶瓷纤维为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2～4微米。

优选地，所述的偶联剂组分为：磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、缩水甘油酯中的一种或几种。

优选地，所述的阻燃剂为有机次磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、三氧化二锑、焦锑酸钠、硼酸锌中的一种或几种。

优选地，所述的浮纤消除剂为TAF。

优选地，所述的抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一种或几种。

优选地，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EMAG)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)中的一种或其混合物。

优选地，所述的分散剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)，聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或其混合物。

本发明创造还提供了一种陶瓷纤维增强阻燃PBT材料的制备方法，具体步骤如下：

1)将PBT、偶联剂、阻燃剂、浮纤消除剂、抗氧剂、增韧剂和分散剂在高速混合机中混合3.5min；

2)将上述混和物加入长径比为32∶1～40∶1、转速为350-450rpm的双螺杆挤出机中，其挤出工艺各区温度范围为200～240℃，停留时间1-2分钟，压力为12-18Mpa；

3)在挤出过程中，陶瓷纤维通过侧向精确喂料系统计量均匀加入，挤出拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

1.使用陶瓷纤维代替传统玻璃纤维作为PBT材料的增强组分，由于陶瓷力学性能更优，仅需较少的添加量即可满足增强要求，降低了纤维的添加对产品外观的影响。

2.陶瓷纤维的加入使得PBT材料的耐火性和阻燃性进一步提高。

3.添加了分散剂，降低陶瓷纤维成球率，提高陶瓷纤维的均匀分散性，进一步加强了对PBT材料的增强效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明创造做进一步说明。

实施例1