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一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610789332.1 (22)申请日 2016.08.31 (71)申请人广东顺德顺炎新材料股份有限公司地址 528000 广东省佛山市顺德区杏坛镇麦村村七滘工业区5路2号 (72)发明人林嗣鑫张钊鹏姚大爱杨子江肖雄伟张平林远开陈东明 (74)专利代理机构广州市天河区倪律专利代理事务所(普通合伙) 44348 代理人倪小敏 (51)Int.Cl. C08L 67/02(2006.01) C08L 51/06(2006.01) C08L 83/04(2006。

2、.01) C08K 13/06(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 5/3492(2006.01) C08K 7/14(2006.01) C08K 5/523(2006.01) C08K 5/03(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/34(2006.01) (54)发明名称一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT 及其制备方法 (57)摘要本发明公开了一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法，该低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料是由以重量百分数计生物PBT25-40、 PET5-15、 POE-g-G。

3、MA3-5、 MCA阻燃剂4-8、磷酸三苯酯3-5、十溴二苯乙烷8-15、三氧化二锑0.5-2.5、润滑剂0.5- 1.5、抗氧剂0.2-1、抗滴落剂0.1-0.3、硅灰石3-5、高岭土3-5、玻璃纤维20-30制备而成。本发明用多元阻燃剂复配多元矿物填充，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870的要求的同时力满足力学性能的使用要求。权利要求书2页说明书7页 CN 106380796 A 2017.02.08 CN 106380796 A 1.一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成： PBT 25-。

4、40； PET 5-15； POE-g-GMA 3-5； MCA阻燃剂 4-8；磷酸三苯酯 3-5；十溴二苯乙烷 8-15；三氧化二锑 0.5-2.5；润滑剂 0.5-1.5；抗氧剂 0.2-1；抗滴落剂 0.1-0.3；硅灰石 3-5；高岭土 3-5；玻璃纤维 20-30；其中，各原料的重量百分数总和为100。 2.根据权利要求1所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述PBT 原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。 3.根据权利要求2所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述PET 原料的特性粘度为0.67-0.8d。

5、l/g，经烘干后使用。 4.根据权利要求1所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:1的比例混合；所述润滑剂为硅酮粉。 5.根据权利要求1所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。 6.一种如权利要求1所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤： 1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、 PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分； MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进。

6、行表面处理； 2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、 PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料； 3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物； 4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135，烘干的时间为3-5小时。 8.根。

7、据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA 阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反权利要求书 1/2 页 2 CN 106380796 A 2 应完全。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5，余量为MCA阻燃剂。 10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为 40:1，熔融挤出温度为220-260，。

8、螺杆转速为200-1000r/min。权利要求书 2/2 页 3 CN 106380796 A 3 一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法技术领域 0001 本发明属于高分子材料及其加工技术领域，具体涉及一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法。背景技术 0002 聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名Polybutylene Terephthalate(简称PBT),是热塑性聚酯，是上一世纪70年代初期由美国Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，随后世界知名厂商德国BASF、 Bayer、美国GE、 Ticona，日本Toray。

9、、三菱化学，台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生产行列，全球生产厂商共计三十余家。 PBT具有非常好的而热性、耐候性、耐化学品性，而且具有电气性能优异、吸水性小、表面良好等优点，被广泛应用于电子电气、汽车、机械、家用电器等行业，尤其是电子电气行业。 0003 随着中国国民经济的迅速发展，特别是下游电子产业的快速发展，推动了PBT市场需求的迅猛增长。通常地，电子电气行业对材料大多有阻燃要求，一般要求灼热丝全程不起燃温度达到750。早期的PBT材料通过添加大量的阻燃剂改性，灼热丝全程不起燃温度可达到750。随着社会的发展，人。

10、民生活水平的提高，对生活品质追求越来越高，电子产品越来越趋向于高端发展，欧洲电子产品对PBT材料的标准又提高了一个台阶，对灼热丝不起燃温度由原来的750上升到800，再到850，再到870。然而，按照传统的改进方法，在灼热丝不起燃温度达750的PBT材上继续添加阻燃剂，虽然能使PBT材的灼热丝不起燃温度达850，甚至870，但材料的力学性能会完全丧失，没有实际应用价值。例如，现有使用溴代三嗪、三氧化二锑、 MCA阻燃剂(中文名：氰尿酸三聚氰胺)复合，提高PBT材料的阻燃性能，但获得的PBT材料力学性能非常差。而且，由于阻燃剂添加量大，粉剂未。

11、经过处理直接加入，导致加工工艺难以控制。另外，阻燃剂复本种类少，阻燃效率、灼热丝效率均低，因此添加量大，而溴代三嗪的成本昂贵，导致成本较高，不适合实际应用。发明内容 0004 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料，用多元阻燃剂复配多元矿物填充，在提高阻燃效率的同时能够大幅降低成本，兼顾阻燃性能和力学性能，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870的要求的同时力满足力学性能的使用要求。 0005 本发明的另一目的在于提供一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料的制备方法，通过该方法获得一种870灼热。

12、丝全程不起燃的PBT材料，提高材料的阻燃效率。 0006 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下： 0007 一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成： 0008 PBT 25-40； 0009 PET 5-15；说明书 1/7 页 4 CN 106380796 A 4 0010 POE-g-GMA 3-5； 0011 MCA阻燃剂 4-8； 0012 磷酸三苯酯 3-5； 0013 十溴二苯乙烷 8-15； 0014 三氧化二锑 0.5-2.5； 0015 润滑剂 0.5-1.5； 0016 抗氧剂 0.2-1； 0017 抗滴落剂 0.。

13、1-0.3； 0018 硅灰石 3-5； 0019 高岭土 3-5； 0020 玻璃纤维 20-30； 0021 其中，各原料的重量百分数总和为 100。 0022 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述PBT原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。 0023 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述PET原料的特性粘度为0.67-0.8dl/g，经烘干后使用。 0024 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:。

14、1的比例混合；所述润滑剂为硅酮粉。 0025 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。 0026 一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，该制备方法包括以下步骤： 0027 1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、 PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分； MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理； 0028 2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、 PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入。

15、磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料； 0029 3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物； 0030 4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。 0031 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135，烘干的时间为3-5小时。 0032 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理。

16、的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135 的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全。 0033 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5，余量为MCA阻燃剂。 0034 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，说明书 2/7 页 5 CN 106380796 A 5 步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为40:1，熔融挤出温度为220-260，螺杆转速为200-。

17、 1000r/min。 0035 相比现有技术，本发明的有益效果在于： 0036 1.本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料中，通过多元阻燃剂复配和多元矿物填充，可以大大提高PBT材料的阻燃效率，同时能够大幅降低成本； 0037 2.本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料能够兼顾阻燃性能和力学性能，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870的要求的同时力满足力学性能的使用要求。 0038 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。具体实施方式 0039 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成。

18、： 0040 PBT 25-40； 0041 PET 5-15； 0042 POE-g-GMA 3-5； 0043 MCA阻燃剂 4-8； 0044 磷酸三苯酯(TTP) 3-5； 0045 十溴二苯乙烷 8-15； 0046 三氧化二锑 0.5-2.5； 0047 润滑剂 0.5-1.5； 0048 抗氧剂 0.2-1； 0049 抗滴落剂 0.1-0.3； 0050 硅灰石 3-5； 0051 高岭土 3-5； 0052 玻璃纤维 20-30； 0053 其中，各原料的重量百分数总和为 100。 0054 本发明中所述的原料出现的 “PBT” 是指聚对苯二甲酸丁二醇酯；“PET” 是指聚。

19、对苯二甲酸乙二醇酯；“POE-g-GMA” 是指环氧官能化聚烯烃弹性体； MCA阻燃剂是指氰尿酸三聚氰胺阻燃剂。在本发明中PBT和PET是同系列聚酯，结构基本相似，两者的相容性比较好。其中PBT易结晶，成型速度快；吸水率低，有很好的物理机械性能，机械强度高，尺寸稳定，抗疲劳性好，蠕变较小；分子链中无双键，耐候性、耐化学药品性、电性能、摩擦磨耗特性优异，但其缺陷是缺口冲击强度不高、容易燃烧、在高负荷的热畸变温度低。而PET有较高的刚性，较好的耐热性，并且产量大，价格较低； PET的缺陷是在常温下结晶速度缓慢，模塑周期长，制得的样品抗。

20、冲击性能不太理想，限制了其应用范围。在本发明中用PET与PBT复合改性可以使PBT具有PET较优的综合性能；提高PBT材料的缺口冲击强度和热畸变温度。 0055 由于磷氮系阻燃剂单独使用效果不好，一般很难达到材料的阻燃要求，需要和其它阻燃剂进行复配才能更好的发挥阻燃效果。在本发明中，磷酸三苯酯(TTP)是作为阻燃剂与其中的MCA阻燃剂作为复合阻燃剂使用。而十溴二苯乙烷与三氧化二锑的符合阻燃剂中说明书 3/7 页 6 CN 106380796 A 6 两者具有协效作用，可以形成卤锑阻燃体系，可以提高PBT材料的氧指数，替代后高聚物的整体性能能保持完好，有利于提高。

21、PBT材料的灼热性能；另外这种复合的阻燃剂在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温。 0056 在本发明中， POE-g-GMA是作为增韧剂添加到PBT材料中， POE-g-GMA增韧剂与基体树脂PBT有着较好的相容性，增韧剂的添加可以有效地增加PBT材料的缺口冲击强度。在熔融挤出的过程中POE-g-GMA上面的环氧基团主要与PBT的羧基进行反应，从而形成PBT-GMA- POE接枝物，在冲击断裂过程中可以引发更多的银纹和剪切屈服变形，也将吸收更多的冲击能，从而来抵偿因添加阻燃剂所引起的材料缺口冲击强度的部分丧失。 0057 由于PBT分子链相对滑移容易，。

22、大分子易取向易结晶，从而使产品产生翘曲，导致其不可以制备精密制件。在本发明中，硅灰石和高岭土作为无机填料添加到PBT材料的加工中用于改善PBT本身的翘曲问题。在本发明的研究中发现硅灰石填充体系具有一定的抗翘曲性能，并能显著提高产品的流动性；高岭土的片层间以氢键结合，不含可交换性阳离子，硅氧四面体片和铝氧八面体片之间存在非对称效应，使高岭土层间黏附能增大，与有机物之间的插层作用比较困难；由于PBT分子链不能插层，用高岭土填充的PBT材料的抗翘曲性和流动性能均有明显的改善。 0058 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述。

23、 PBT原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。 0059 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述 PET原料的特性粘度为0.67-0.8dl/g，经烘干后使用。 0060 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:1的比例混合；优选的，所述抗氧剂为四 -(3， 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三2.4-二叔丁基苯基亚磷酸酯(抗氧剂168)按照质量比为1:1的比例混合的复合物。本发明采用的润滑剂为硅酮粉。。

24、 0061 本发明所采用的抗滴落剂为聚四氟乙烯。抗滴落剂的作用是能防止PBT材料在熔融挤出时熔化滴落并提高材料的阻燃性能。 0062 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。 0063 一种低成本870灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，该制备方法包括以下步骤： 0064 1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、 PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分； MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理； 0065 2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、 PET与POE-g-GMA在。

25、混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料； 0066 3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物； 0067 4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。 0068 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135，烘干的时间为3-5小时。说明书 4/7 页 7 CN 。

26、106380796 A 7 0069 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135 的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全。 0070 本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5，余量为MCA阻燃剂。 0071 在本发明的研究过程中发现在挤出机中进行熔融反应性共混过程中，存在。

27、PET、增韧剂的分散和凝聚两种相反作用的相互竞争，这两种相反作用主要依赖于剪切速率,也就是熔融挤出程中的螺杆的转速，当螺杆的转速太低，剪切力比较小，分散作用相对较小， PET 和增韧剂及其他原料在基体中不易于分散成尺寸较小的颗粒；随着螺杆转速的提高，体系的剪切速率和剪切强度都相对提高了，基体及分散相所受到的剪切作用力增强，不但能使分散相分散成相畴较小的颗粒，并且可在一定程度上使分散相分散的更为均匀；对PBT的改性效果会更好。因此，本发明所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，优选的，步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为40:1，熔融挤。

28、出温度为220-260，螺杆转速为 200-1000r/min。 0072 以下是本发明部分具体实施例，在下述实施例中，所采用的原料、试剂以及设备处特殊限定外，均可以通过商业渠道获得。 0073 实施例1-3 0074 实施例1-3所述的低成本870灼热丝全程不起燃的PBT通过以下方法制备而成： 0075 1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、 PET、硅石灰、高岭土置于120 的烘箱烘干4小时脱除水分； 0076 MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理：将MCA阻燃剂在110-135的烘箱中烘干3 小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用。

29、乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全；其中硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5，余量为MCA阻燃剂； 0077 2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、 PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料； 0078 3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物；其中，双螺杆挤出机为75机型，长径比为40:1，熔融挤出温度为255，螺。

30、杆转速为400r/min； 0079 4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。 0080 实施例1-3中原料的配比参见表1。 0081 表1：实施例1-实施例3中原料配比说明书 5/7 页 8 CN 106380796 A 8 0082 0083 性能检测 0084 对实施例1-3所得到的高光泽尼龙增强材料进行性能测试项目、测试所依据的标准以及测试结果参见表2。 0085 表2：实施例1-3的测试结果说明书 6/7 页 9 CN 106380796 A 9 0086 0087 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。说明书 7/7 页 10 CN 106380796 A 10 。

摘要
申请专利号：	CN201610789332.1	申请日：	20160831
公开号：	CN106380796A	公开日：	20170208
当前法律状态：		有效性：	审查中
法律详情：
IPC分类号：	C08L67/02,C08L51/06,C08L83/04,C08K13/06,C08K9/06,C08K5/3492,C08K7/14,C08K5/523,C08K5/03,C08K3/22,C08K3/34	主分类号：	C08L67/02,C08L51/06,C08L83/04,C08K13/06,C08K9/06,C08K5/3492,C08K7/14,C08K5/523,C08K5/03,C08K3/22,C08K3/34
申请人：	广东顺德顺炎新材料股份有限公司
发明人：	林嗣鑫,张钊鹏,姚大爱,杨子江,肖雄伟,张平,林远开,陈东明
地址：	528000 广东省佛山市顺德区杏坛镇麦村村七滘工业区5路2号
优先权：	CN201610789332A
专利代理机构：	广州市天河区倪律专利代理事务所(普通合伙)	代理人：	倪小敏
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内容摘要

本发明公开了一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法，该低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料是由以重量百分数计生物PBT25‑40％、PET 5‑15％、POE‑g‑GMA 3‑5％、MCA阻燃剂4‑8％、磷酸三苯酯3‑5％、十溴二苯乙烷8‑15％、三氧化二锑0.5‑2.5％、润滑剂0.5‑1.5％、抗氧剂0.2‑1％、抗滴落剂0.1‑0.3％、硅灰石3‑5％、高岭土3‑5％、玻璃纤维20‑30％制备而成。本发明用多元阻燃剂复配多元矿物填充，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870℃的要求的同时力满足力学性能的使用要求。

权利要求书

1.一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成：PBT25-40％；PET5-15％；POE-g-GMA3-5％；MCA阻燃剂4-8％；磷酸三苯酯3-5％；十溴二苯乙烷8-15％；三氧化二锑0.5-2.5％；润滑剂0.5-1.5％；抗氧剂0.2-1％；抗滴落剂0.1-0.3％；硅灰石3-5％；高岭土3-5％；玻璃纤维20-30％；其中，各原料的重量百分数总和为100％。 2.根据权利要求1所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述PBT原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。 3.根据权利要求2所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述PET原料的特性粘度为0.67-0.8dl/g，经烘干后使用。 4.根据权利要求1所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:1的比例混合；所述润滑剂为硅酮粉。 5.根据权利要求1所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其特征在于，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。 6.一种如权利要求1所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分；MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理；2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料；3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物；4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135℃，烘干的时间为3-5小时。 8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135℃的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5％，余量为MCA阻燃剂。 10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为40:1，熔融挤出温度为220-260℃，螺杆转速为200-1000r/min。

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料及其加工技术领域，具体涉及一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名Polybutylene Terephthalate(简称PBT),是热塑性聚酯，是上一世纪70年代初期由美国Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，随后世界知名厂商德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona，日本Toray、三菱化学，台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生产行列，全球生产厂商共计三十余家。PBT具有非常好的而热性、耐候性、耐化学品性，而且具有电气性能优异、吸水性小、表面良好等优点，被广泛应用于电子电气、汽车、机械、家用电器等行业，尤其是电子电气行业。

随着中国国民经济的迅速发展，特别是下游电子产业的快速发展，推动了PBT市场需求的迅猛增长。通常地，电子电气行业对材料大多有阻燃要求，一般要求灼热丝全程不起燃温度达到750℃。早期的PBT材料通过添加大量的阻燃剂改性，灼热丝全程不起燃温度可达到750℃。随着社会的发展，人民生活水平的提高，对生活品质追求越来越高，电子产品越来越趋向于高端发展，欧洲电子产品对PBT材料的标准又提高了一个台阶，对灼热丝不起燃温度由原来的750℃上升到800℃，再到850℃，再到870℃。然而，按照传统的改进方法，在灼热丝不起燃温度达750℃的PBT材上继续添加阻燃剂，虽然能使PBT材的灼热丝不起燃温度达850℃，甚至870℃，但材料的力学性能会完全丧失，没有实际应用价值。例如，现有使用溴代三嗪、三氧化二锑、MCA阻燃剂(中文名：氰尿酸三聚氰胺)复合，提高PBT材料的阻燃性能，但获得的PBT材料力学性能非常差。而且，由于阻燃剂添加量大，粉剂未经过处理直接加入，导致加工工艺难以控制。另外，阻燃剂复本种类少，阻燃效率、灼热丝效率均低，因此添加量大，而溴代三嗪的成本昂贵，导致成本较高，不适合实际应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料，用多元阻燃剂复配多元矿物填充，在提高阻燃效率的同时能够大幅降低成本，兼顾阻燃性能和力学性能，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870℃的要求的同时力满足力学性能的使用要求。

本发明的另一目的在于提供一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料的制备方法，通过该方法获得一种870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料，提高材料的阻燃效率。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成：

PBT 25-40％；

PET 5-15％；

POE-g-GMA 3-5％；

MCA阻燃剂 4-8％；

磷酸三苯酯 3-5％；

十溴二苯乙烷 8-15％；

三氧化二锑 0.5-2.5％；

润滑剂 0.5-1.5％；

抗氧剂 0.2-1％；

抗滴落剂 0.1-0.3％；

硅灰石 3-5％；

高岭土 3-5％；

玻璃纤维 20-30％；

其中，各原料的重量百分数总和为 100％。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述PBT原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述PET原料的特性粘度为0.67-0.8dl/g，经烘干后使用。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:1的比例混合；所述润滑剂为硅酮粉。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT中，进一步的方案，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。

一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分；MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理；

2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料；

3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物；

4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135℃，烘干的时间为3-5小时。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135℃的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5％，余量为MCA阻燃剂。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT制备方法中，进一步的方案，步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为40:1，熔融挤出温度为220-260℃，螺杆转速为200-1000r/min。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料中，通过多元阻燃剂复配和多元矿物填充，可以大大提高PBT材料的阻燃效率，同时能够大幅降低成本；

2.本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料能够兼顾阻燃性能和力学性能，使PBT材料能够达到灼热丝不起燃温度870℃的要求的同时力满足力学性能的使用要求。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT，其是由以重量百分数计的以下原料制备而成：

PBT 25-40％；

PET 5-15％；

POE-g-GMA 3-5％；

MCA阻燃剂 4-8％；

磷酸三苯酯(TTP) 3-5％；

十溴二苯乙烷 8-15％；

三氧化二锑 0.5-2.5％；

润滑剂 0.5-1.5％；

抗氧剂 0.2-1％；

抗滴落剂 0.1-0.3％；

硅灰石 3-5％；

高岭土 3-5％；

玻璃纤维 20-30％；

其中，各原料的重量百分数总和为 100％。

本发明中所述的原料出现的“PBT”是指聚对苯二甲酸丁二醇酯；“PET”是指聚对苯二甲酸乙二醇酯；“POE-g-GMA”是指环氧官能化聚烯烃弹性体；MCA阻燃剂是指氰尿酸三聚氰胺阻燃剂。在本发明中PBT和PET是同系列聚酯，结构基本相似，两者的相容性比较好。其中PBT易结晶，成型速度快；吸水率低，有很好的物理机械性能，机械强度高，尺寸稳定，抗疲劳性好，蠕变较小；分子链中无双键，耐候性、耐化学药品性、电性能、摩擦磨耗特性优异，但其缺陷是缺口冲击强度不高、容易燃烧、在高负荷的热畸变温度低。而PET有较高的刚性，较好的耐热性，并且产量大，价格较低；PET的缺陷是在常温下结晶速度缓慢，模塑周期长，制得的样品抗冲击性能不太理想，限制了其应用范围。在本发明中用PET与PBT复合改性可以使PBT具有PET较优的综合性能；提高PBT材料的缺口冲击强度和热畸变温度。

由于磷氮系阻燃剂单独使用效果不好，一般很难达到材料的阻燃要求，需要和其它阻燃剂进行复配才能更好的发挥阻燃效果。在本发明中，磷酸三苯酯(TTP)是作为阻燃剂与其中的MCA阻燃剂作为复合阻燃剂使用。而十溴二苯乙烷与三氧化二锑的符合阻燃剂中两者具有协效作用，可以形成卤锑阻燃体系，可以提高PBT材料的氧指数，替代后高聚物的整体性能能保持完好，有利于提高PBT材料的灼热性能；另外这种复合的阻燃剂在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温。

在本发明中，POE-g-GMA是作为增韧剂添加到PBT材料中，POE-g-GMA增韧剂与基体树脂PBT有着较好的相容性，增韧剂的添加可以有效地增加PBT材料的缺口冲击强度。在熔融挤出的过程中POE-g-GMA上面的环氧基团主要与PBT的羧基进行反应，从而形成PBT-GMA-POE接枝物，在冲击断裂过程中可以引发更多的银纹和剪切屈服变形，也将吸收更多的冲击能，从而来抵偿因添加阻燃剂所引起的材料缺口冲击强度的部分丧失。

由于PBT分子链相对滑移容易，大分子易取向易结晶，从而使产品产生翘曲，导致其不可以制备精密制件。在本发明中，硅灰石和高岭土作为无机填料添加到PBT材料的加工中用于改善PBT本身的翘曲问题。在本发明的研究中发现硅灰石填充体系具有一定的抗翘曲性能，并能显著提高产品的流动性；高岭土的片层间以氢键结合，不含可交换性阳离子，硅氧四面体片和铝氧八面体片之间存在非对称效应，使高岭土层间黏附能增大，与有机物之间的插层作用比较困难；由于PBT分子链不能插层，用高岭土填充的PBT材料的抗翘曲性和流动性能均有明显的改善。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述PBT原料的粘度为0.84dl/g，经烘干后使用。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述PET原料的特性粘度为0.67-0.8dl/g，经烘干后使用。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种按照质量比为1:1的比例混合；优选的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)按照质量比为1:1的比例混合的复合物。本发明采用的润滑剂为硅酮粉。

本发明所采用的抗滴落剂为聚四氟乙烯。抗滴落剂的作用是能防止PBT材料在熔融挤出时熔化滴落并提高材料的阻燃性能。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料中，进一步的方案，所述硅石灰、高岭土的粒度均为8000-12000目。

一种低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、PET、硅石灰、高岭土置于烘箱烘干脱除水分；MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理；

2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料；

3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物；

4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，步骤1)原料预处理过程中，烘箱的温度设置为100-135℃，烘干的时间为3-5小时。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，所述MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理的具体步骤如下：先将MCA阻燃剂在110-135℃的烘箱中烘干2-5小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全。

本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，进一步的方案，所述硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5％，余量为MCA阻燃剂。

在本发明的研究过程中发现在挤出机中进行熔融反应性共混过程中，存在PET、增韧剂的分散和凝聚两种相反作用的相互竞争，这两种相反作用主要依赖于剪切速率,也就是熔融挤出程中的螺杆的转速，当螺杆的转速太低，剪切力比较小，分散作用相对较小，PET和增韧剂及其他原料在基体中不易于分散成尺寸较小的颗粒；随着螺杆转速的提高，体系的剪切速率和剪切强度都相对提高了，基体及分散相所受到的剪切作用力增强，不但能使分散相分散成相畴较小的颗粒，并且可在一定程度上使分散相分散的更为均匀；对PBT的改性效果会更好。因此，本发明所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT材料制备方法中，优选的，步骤3)中，双螺杆挤出机的长径比为40:1，熔融挤出温度为220-260℃，螺杆转速为200-1000r/min。

以下是本发明部分具体实施例，在下述实施例中，所采用的原料、试剂以及设备处特殊限定外，均可以通过商业渠道获得。

实施例1-3

实施例1-3所述的低成本870℃灼热丝全程不起燃的PBT通过以下方法制备而成：

1)原料预处理：按照上述原料的配方量分别将PBT、PET、硅石灰、高岭土置于120℃的烘箱烘干4小时脱除水分；

MCA阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理：将MCA阻燃剂在110-135℃的烘箱中烘干3小时，烘干后的MCA阻燃剂投入高速混合机搅拌，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后喷洒到MCA阻燃剂表面，搅拌至反应完全；其中硅烷偶联剂的用量按照质量百分数计为0.5-2.5％，余量为MCA阻燃剂；

2)原料混合：将步骤1)处理后的PBT、PET与POE-g-GMA在混料机中搅拌混合均匀；加入经步骤1)处理后的硅石灰、高岭土以及MCA阻燃剂，再依次加入磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷，三氧化二锑，抗氧剂，润滑剂，抗滴落剂，继续搅拌至各组分分散均匀，得到预混料；

3)熔融挤出：将步骤2)的预混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到挤出物；其中，双螺杆挤出机为75机型，长径比为40:1，熔融挤出温度为255℃，螺杆转速为400r/min；

4)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、包装即得到成品。

实施例1-3中原料的配比参见表1。

表1：实施例1-实施例3中原料配比

性能检测

对实施例1-3所得到的高光泽尼龙增强材料进行性能测试项目、测试所依据的标准以及测试结果参见表2。