[發(fā)明專利]一種低翹曲、高CTI的無鹵阻燃增強(qiáng)PBT材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010944369.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN114163783B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁理;冉國文;周淑芬;蘭修才;曹艷肖;李先紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L23/08;C08L27/18;C08K13/04;C08K7/14;C08K3/016;C08K5/00;C08J5/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

本發(fā)明公開了一種低翹曲、高CTI的無鹵阻燃增強(qiáng)PBT材料及其制備方法，由以下按重量百分比計的組分組成：PBT?40～65%；PET?0～10%；玻璃纖維15～30%；氮磷復(fù)合無鹵阻燃劑15～17%；抗氧劑0.2～0.5%；增韌劑2～4%；潤滑劑0.4～0.8%；抗滴落劑0.2～0.6%；擴(kuò)鏈劑0.1～0.3%；成核劑0～0.5%；酯交換抑制劑0～0.5%。該材料集優(yōu)異的阻燃性能、電氣性能和力學(xué)性能于一體，能滿足當(dāng)前新基建下新能源汽車對材料耐熱性、電氣性能和阻燃性的需求；而且在加工過程中不會出現(xiàn)口模易冒火現(xiàn)象，操作更安全，并且能夠在保證材料性能優(yōu)異的同時進(jìn)行可持續(xù)的安全生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低翹曲、高CTI的無鹵阻燃增強(qiáng)PBT材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚對苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene?terephthalate(簡稱PBT)，屬于聚酯系列，是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene?glycol)與對苯二甲酸(PTA)或者對苯二甲酸酯(DMT)聚縮合而成，并經(jīng)由混煉程序制成的乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯樹脂。與PET一起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。

PBT主鏈?zhǔn)怯擅總€重復(fù)單元為剛性苯環(huán)和柔性脂肪醇連接起來的飽和線性分子組成，分子的高度幾何規(guī)整性和剛性部分使聚合物具有高的機(jī)械強(qiáng)度，突出的耐化學(xué)試劑性，耐熱性和優(yōu)良的電性能；分子中沒有側(cè)鏈，結(jié)構(gòu)對稱，滿足緊密堆砌的要求，從而使這種聚合物有高度的結(jié)晶形和高熔點(diǎn)，分子的結(jié)構(gòu)決定了PBT具有良好的綜合性能，在工程上具有很高的應(yīng)用價值。但隨著PBT應(yīng)用需求不斷擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越細(xì)化，對PBT的性能提出了更高的要求，且PBT自身存在制件翹曲較大和缺口敏感性差的缺點(diǎn)。

作為五大工程塑料之一，聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性和良好的流動性，廣泛用于汽車、電子電氣和軌道交通等領(lǐng)域。然而，由于其易燃性，在實(shí)際使用時需要對其進(jìn)行阻燃改性，以減少其火災(zāi)隱患。傳統(tǒng)的阻燃改性方式是通過加入阻燃劑進(jìn)行共混基礎(chǔ)后，使材料獲得符合要求的阻燃性能。目前，市場上常用的PBT阻燃劑主要有三大類。其中，第一類為溴—銻協(xié)效阻燃劑，其產(chǎn)品具有良好的力學(xué)和阻燃性能。然而，由于溴—銻阻燃體系，其產(chǎn)品不符合日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。加之其阻燃產(chǎn)品的CTI值較低，僅200V左右，這在高電壓的使用環(huán)境中存在擊穿的安全風(fēng)險，因此限制了其在此類領(lǐng)域中的應(yīng)用；第二類是有機(jī)次膦酸鹽體系阻燃的PBT產(chǎn)品具有優(yōu)異的阻燃性能和電氣性能，但由于其存在一定的酸性，在加工時往往導(dǎo)致PBT材料有一定降解，導(dǎo)致其阻燃PBT產(chǎn)品的力學(xué)性能較差；第三類是采用無機(jī)次磷酸鋁類阻燃劑，如CN109535666A公開了一種低成本、高CTI、高GWIT阻燃增強(qiáng)PBT復(fù)合材，由以下重量份的原料組成：PBT樹脂40-52份、無鹵復(fù)合阻燃劑14-25份、玻璃纖維25-30份、增韌劑1-5份、抗氧劑0.1-0.5份、其他加工助劑0.5-1份；其中無鹵復(fù)合阻燃劑選用金屬磷酸鹽阻燃劑、有機(jī)磷酸鹽阻燃劑、無機(jī)阻燃劑復(fù)配而成；所述金屬磷酸鹽阻燃劑為次磷酸鋁HT-202A，所述有機(jī)磷酸鹽阻燃劑為三聚氰胺聚磷酸鹽MPP，所述無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂。該阻燃PBT復(fù)合材料雖然具有較優(yōu)異的力學(xué)性能、阻燃性能和電氣性能，但其產(chǎn)品在加工時存在嚴(yán)重的澆口冒火現(xiàn)象，因此，存在一定的火災(zāi)安全隱患而影響其使用。目前有相關(guān)研究對次磷酸鋁進(jìn)行包覆，降低其澆口冒火現(xiàn)象，但包覆層在螺桿的剪切作用下，以及玻纖對包覆層的破壞等仍存在一定的安全隱患。

隨著無鹵阻燃增強(qiáng)PBT產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域如新能源汽車領(lǐng)域、電子電氣領(lǐng)和軌道交通域等對其提出了越來越高的綜合性能要求。當(dāng)前新基建下新能源汽車對材料需求量較大，新能源汽車動力模組尤為看重材料耐熱性、電氣性能和阻燃性，因此集優(yōu)異力學(xué)性能、阻燃性能、電氣性能和成型加工性能成為阻燃PBT產(chǎn)品的重要發(fā)展方向。

有鑒于此，亟需找到一種可持續(xù)安全生產(chǎn)，集優(yōu)異力學(xué)性能、阻燃性能和電氣性能的綜合性能優(yōu)異的無鹵阻燃增強(qiáng)PBT材料，以解決下游應(yīng)用領(lǐng)域的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容