[发明专利]一种无卤阻燃PBT复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于该复合材料由以下按质量百分比计算的组分制备得到：

PBT35% ~ 60%，

无卤阻燃剂18% ~ 25%，

无碱玻璃纤维 20% ~ 40%，

硅烷偶联剂 0.2% ~ 1.5%，

复合抗氧剂0.2% ~ 0.5%，

马来酸酐接枝 POE0.5% ~ 5%，

茂金属改性聚乙烯蜡0.3% ~ 1%，

其中，所述无卤阻燃剂为式（Ⅰ）及式（Ⅱ）所示物质的混合物，

（Ⅰ），

（Ⅱ）。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述硅烷偶联剂是对端氢基聚硅氧烷进行聚醚改性制成的聚醚改性有机硅烷。

3.根据权利要求2所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述硅烷偶联剂是对端氢基聚硅氧烷用烯丙基缩水甘油醚进行聚醚改性制成的聚醚硅油。

4.根据权利要求3所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述端氢基聚硅氧烷由八甲基环四硅氧烷与四甲基二氢硅氧烷在浓硫酸催化下反应得到，且所述四甲基二氢硅氧烷的添加量为八甲基环四硅氧烷的8-16%（质量）。

5.根据权利要求3所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述烯丙基缩水甘油醚添加量为端氢基聚硅氧烷用量的12-20%（质量）。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述复合抗氧剂为2,6-叔丁基-4-甲基苯酚和双（3,5-叔丁基-4-羟基苯基）硫醚的复配物。

7.根据权利要求1所述的无卤阻燃PBT复合材料，其特征在于所述茂金属改性聚乙烯蜡为PE4201或PE MA 4221，所述PE MA 4221中含MAH3%（质量）。

8.根据权利要求1至7任意一项权利要求所述的无卤阻燃PBT复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

（1）、准备各组分材料，并按比例称取；

（2）、将 PBT 在120℃~130℃下干燥4 ~ 6小时，含水率控制在 0.03% 以下，干燥后备用；

（3）、将干燥处理后的 PBT 与马来酸酐接枝 POE、复合抗氧剂、茂金属改性聚乙烯蜡加入搅拌桶中，搅拌使其充分混合；

（4）、将步骤(3)得的混合料加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼、挤出并造粒，挤出温度为200℃~260℃；

（5）、将步骤(4)挤出的粒料烘干后，再与无卤阻燃剂、无碱玻璃纤维和硅烷偶联剂充分混合，并将该混合料加入双螺杆挤出机中，进行二次熔融混炼、挤出并造粒，即得无卤阻燃 PBT 复合材料；

其中，所述硅烷偶联剂通过下述方法制备得到：

（A）、端氢硅油的制备

在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的洁净反应容器中按比例加入八甲基环四硅氧烷、四甲基二氢硅氧烷、浓硫酸催化剂，在25-35℃下混和搅拌4-5h至反应结束，中和，水洗，油层分离，真空脱除低沸物杂质，得到淡黄色液体；

（B）、聚醚改性有机硅烷的制备

在带有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的洁净反应容器中按比例加入端氢硅油、烯丙基缩水甘油醚和铂催化剂，搅拌加热至75-85℃，反应至澄清状，减压除去低沸物及未反应的反应物，得到透明粘稠状液体。

9.根据权利要求8所述的无卤阻燃PBT复合材料的制备方法，其特征在于所述无卤阻燃剂中式（Ⅱ）所示物质通过下述步骤制备得到：

（a） 1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐制备

将甲基咪唑加入到反应容器中，再加入氯乙醇，甲基咪唑与氯乙醇的添加摩尔比为5:6，然后慢慢升温到110℃反应三天至溶液颜色为棕色，冷却之后用丙酮洗产物除去多余的原料，冷却结晶；晶体用乙醇溶解，加入活性炭搅拌进行脱色；最后过滤除去活性炭，滤液浓缩除去乙醇，得黄色粘稠离子液体；

（b）1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑醋酸盐的制备

称取1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐加入到单口烧瓶中，然后加入乙酸铵，1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐与乙酸铵的添加摩尔比为1:1.2，最后加入异丙醇进行溶解；在60℃下反应2天至反应结束；过滤除去沉淀，所得滤液进行浓缩除去溶剂，然后再加入乙腈有白色固体沉淀析出为铵盐；过滤除去沉淀，再次浓缩除去乙腈，得到淡黄色油状物；

（c） 1-甲基-3-(2-二苯膦氧基)乙基-咪唑醋酸盐的制备

将1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑醋酸盐加入到反应容器中，用经CaH₂回流处理的乙腈溶解，再加入经CaH₂回流处理的无水三乙胺 搅拌，然后缓慢滴加PPh₂Cl，1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑醋酸盐与PPh₂Cl的摩尔比为1:1，且PPh₂Cl溶解在乙腈中配成溶液，滴加完后搅拌半小时；反应结束，过滤，滤液浓缩，得有白色物质夹杂的油状液体，用乙腈溶解,过滤除去白色沉淀物，得黄色油状液体产物。