[发明专利]聚对苯二甲酸丁二醇酯无卤阻燃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚对苯二甲酸丁二醇酯(下称PBT)无卤阻燃复合材料及其制备方法技术领域，具体涉及含有PBT、微胶囊化阻燃剂和阻燃协效剂的无卤阻燃材料及其制备方法。

背景技术

PBT具有高耐热性、耐疲劳性、低摩擦系数和结晶速度快等优良性能，是一种应用广泛的工程塑料。但现有PBT材料存在着自身阻燃性能较差、能慢燃且燃烧后易滴落等缺点，因此，在PBT的生产或加工过程中有必要对其进行阻燃处理。目前用于阻燃PBT材料的阻燃剂大多为含卤体系，例如中国专利CN 101195702A和CN 1563189A公开的以含溴化合物和三氧化二锑为主要阻燃添加剂制备阻燃PBT及其增强材料。虽然含卤阻燃剂的阻燃效率很高，但由于其在燃烧过程中会产生大量有毒烟气，有的含卤阻燃剂燃烧时还会产生致癌物质，会给环境带来严重的危害。红磷也可被用于阻燃PBT材料，例如中国专利CN 101200576A公开的以红磷为主要阻燃剂阻燃PBT及其增强材料。红磷的含磷量是磷系阻燃剂中最高的一类的阻燃剂，但由于其自身存在颜色的问题很难克服，且其燃点较低，在较高温度下可能会发生自燃。另外，很多阻燃剂与聚合物的相容性较差，特别是在复合材料使用过程中会因一些低分子阻燃剂向制品表面迁移而降低材料的阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种聚对苯二甲酸丁二醇酯无卤阻燃复合材料及其制备方法，以克服现有对PBT材料阻燃的技术中存在的无机阻燃剂添加量高、含卤阻燃剂环境危害性大和低分子阻燃剂易向材料表面迁移等缺点。

本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯无卤阻燃复合材料，特征在于其为含有重量百分比75～90％的聚对苯二甲酸丁二醇酯和5～25％的微胶囊化阻燃剂的无机杂化聚合物，其中微胶囊化阻燃剂以微米级尺寸均匀分散在聚对苯二甲酸丁二醇酯中；还可以含有重量百分比为0～10％的阻燃协效剂、0～2％的抗滴落剂、0～1％的抗氧化剂和0～5％的增韧剂。

本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯无卤阻燃复合材料的制备方法，其特征在于：按所占复合材料总质量的百分比将75～90％的聚对苯二甲酸丁二醇酯和5～25％的微胶囊化阻燃剂混合均匀，在双螺杆挤出机中加热至230～240℃，经熔融共混，再经挤出、拉条、冷却、切粒和烘干，即得到本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯无卤阻燃复合材料。

还可以在混合前的原料中加入占复合材料总质量0～10％的阻燃协效剂、0～2％的抗滴落剂、0～1％的抗氧化剂和0～5％的增韧剂。

所述微胶囊化阻燃剂是对含磷阻燃剂表层进行包覆的一种核-壳型阻燃剂；所述核-壳型阻燃剂是在含磷阻燃剂表层包覆有5～25％的聚氨酯树脂、硅凝胶、环氧树脂或交联水性聚氨酯的具有核-壳结构的阻燃剂。

所述含磷阻燃剂选自聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、次磷酸盐、红磷、焦磷酸三聚氰胺中的一种或多种；

所述阻燃协效剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、蜜勒胺、硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钼酸盐、双氢氧化物、金属氧化物中的一种或多种；

所述抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末；

所述抗氧化剂选自季戊四醇酯、异氰尿酸酯、硫代丙酸酯、亚磷酸酯中的一种或多种；

所述增韧剂选自含酯键的高聚物、含苯乙烯基团的高聚物、含丁二烯基团的高聚物、含氢化的丁二烯基团的高聚物中的一种或多种。

由于本发明采用了微胶囊化阻燃剂为主要添加剂的膨胀阻燃体系，有机物或硅凝胶包覆的阻燃剂和有机聚合物PBT树脂有良好的相容性，因此阻燃剂可以更好地分散在PBT树脂的中，而且两种物质可以更好地融合，从而使得阻燃剂很难向材料表面迁移。此外，微胶囊化阻燃剂表面含有一层不溶于水的有机物或硅凝胶，可以使阻燃剂的耐水性得到提高。另外，本发明中以微胶囊化阻燃剂为主要添加剂的膨胀阻燃体系实现了完全无卤化，达到了与环境友好的要求。由于本发明中所采用的微胶囊化阻燃剂的壳材料还可以与无机含磷阻燃剂发挥协同阻燃效应，从而提高阻燃剂的阻燃效率，因此由本发明采用的膨胀阻燃体系克服了现有对PBT材料阻燃技术中存在的无机阻燃剂添加量高、含卤阻燃剂环境危害性大和低分子阻燃剂易向材料表面迁移等缺点，具有很强的应用前景。

具体实施方式

附图说明

图1为含有10％的二氧化硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵的PBT材料的扫描电子显微镜(下称SEM)照片。

图2为PBT材料断层的SEM照片。

实施例1：