[发明专利]一种无卤无膦PBT增强复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合阻燃增强材料技术领域，尤其涉及一种无卤无膦PBT增强复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种综合性能优良的工程塑料，耐高温、耐湿、耐油、耐化学腐蚀，在电子电器、汽车工业、机械仪表、通讯设备和灯具元件等领域中有着广泛的应用，但其缺口冲击强度低、成型收缩率大，故常采用增强填充的方式进行改性，以玻纤增强应用最广。PBT存在易燃性，引入的玻纤产生“灯芯效应”，更是加剧了PBT的易燃，所以在应用中要对其进行阻燃改性。

目前，用于PBT产品的无卤阻燃剂主要有红磷(普通红磷与胶囊化红磷)、金属氢氧化物、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷氮系阻燃剂。其中，红磷只能用于制作深色制品，在加工过程中产生难闻的气味；金属氢氧化物由于较大的添加量，综合性能损失严重；氮系阻燃剂与磷系阻燃剂单独使用时，阻燃效率较低，故通常添加磷氮系阻燃剂，利用P、N元素间的协效阻燃作用降低阻燃剂的添加量，从而保障制件的综合性能。

目前市场上常见的一些磷系阻燃剂，尤其是无机磷系阻燃剂，由于其本质上的化学结构不稳定性，在熔融加工及某些使用环境下会产生、释放磷化氢气体。磷化氢，又名膦，是一种无色、剧毒、易燃气体，吸入磷化氢会对人体健康构成威胁。同时，磷化氢对金属有腐蚀作用，磷化氢的释放会影响制件的外观与正常使用。

自2014年1月1日开始，三星本社要求对全部部品的作业环境有害物质进行管理，其中磷化氢气体的排放浓度限定在0.08ppm，尤其以低于0.05ppm为优。

发明内容

本发明旨在提供一种无卤无膦PBT增强复合材料及其制备方法。本发明的复合材料不但具有优异的耐析出性能、阻燃性能、力学性能与抗漏电起痕性能，而且不释放磷化氢有毒气体，完全满足三星关于磷化氢排放浓度的限定要求。

本发明所采用的技术方案为：

一种无卤无膦PBT增强复合材料，其特征在于，由以下重量份原料制成：

优选的，所述的PBT为PBT树脂，PBT树脂的相对粘度为0.7～1.3Pa·s，熔点为220～230℃。

优选的，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，纤维单丝直径为5～20μm。

优选的，所述的无卤阻燃剂为磷氮系膨胀阻燃剂，所述磷氮系膨胀阻燃剂的制备方法为：

依次向反应釜中加入水、无机次磷酸盐、氰尿酸，开启蒸汽加热，开启搅拌，待体系温度升至85～95℃后加入三聚氰胺，维持体系在95～105℃恒温反应，待反应结束后，停止搅拌；降温、沉降，除去上清液后，洗涤、干燥，得到前期产品，然后将金属氧化物添加到前期产品中，同时采用偶联剂进行表面处理，即得磷氮系膨胀阻燃剂。

其中，所述氰尿酸、三聚氰胺、无机次磷酸盐、水的质量比为(120～140)：(100～135)：(200～290)：(900～1200)。所述氰尿酸、三聚氰胺、无机次磷酸盐、水的质量比为根据优选(130～135)：(125～130)：(220～260)：(1000～1100)。

上述无机次磷酸盐为以下结构中的任一种：

式中M为碱金属、钙、镁、铝、锌。

所述金属氧化物在玻纤增强PBT用无卤阻燃剂中的百分含量为2％～5％；所述金属氧化物为氧化镁、α-氧化铝、氧化锌、氧化钙中的一种或几种；所述金属氧化物为氧化镁；所述偶联剂在产品中的质量百分含量为0.2％～1％；所述偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

优选的，所述的增韧剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE中的一种。

优选的，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010，助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168，上述二者配比为1:1～2:1。

优选的，所述的润滑剂为石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、N,N-双乙基双硬脂酰胺中的一种或几种。

优选的，所述的成核剂为长链羧酸钠盐、纳米氢氧化镁、纳米碳酸钙中的一种。

本发明还提供了一种上述的无卤无膦PBT增强复合材料的制备方法，其特征是，制备方法包含以下步骤：

①预热：将PBT置于120～130℃的条件下热处理3～5h；对PBT进行热处理的目的为除去其含有的水分，防止在加工过程中分解。