[发明专利]一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种具有阻燃效果的复合材料，具体的涉及一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料。

背景技术

随着工业生产不断的发展及需要，聚合物材料改性产品在聚合物材料工业中占有越来越重要的地位。聚合物材料改性中物理填充玻璃纤维(简称玻纤)的增强材料有较好的电性能、尺寸稳定性、耐热性以及较高的拉伸强度。在众多聚合物复合材料中，玻纤增强聚酯复合材料是应用十分广泛的一类聚合物改性材料。聚酯是由二元醇或多元醇和二元酸或多元酸缩聚而成的高分子化合物的总称，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是聚酯家族中非常重要的两种聚合物材料。由于聚酯材料具有良好的物理性能，玻纤增强聚酯复合材料近年来得到了快速发展，并且广泛应用于电子、电器领域。

然而一般的电子、电器零部件都具有较高的阻燃要求，因而在不会大幅降低玻纤增强聚酯材料的力学性能的前提下，提高该类材料的阻燃性能是公认的国际难题。

目前国内普遍采用含卤阻燃剂来处理玻纤增强聚酯材料。虽然含卤阻燃剂具有阻燃效率高、生产成本低等优点，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。因此，无卤阻燃剂的研发和应用已是阻燃领域发展的趋势。近年来，金属次磷酸盐得到了国内外阻燃界的极大关注，它在玻纤增强聚酯材料中的阻燃效率几乎可以和含卤阻燃剂相媲美，且在使用过程中不会对环境造成影响。例如美国专利US 2008/0090950 A1及中国专利CN 1997698A均报道了以金属次磷酸盐为主要阻燃剂对玻纤增强聚酯进行阻燃处理的技术，金属次磷酸盐以较低添加量即可使得玻纤增强聚酯获得优良的阻燃性能。然而，尽管金属次磷酸盐的阻燃效率很高，但是该阻燃剂与聚酯基体的相容性较差，大量添加会造成玻纤增强聚酯材料力学性能的大幅下降。为此，有必要探索针对金属次磷酸盐或其他无卤阻燃剂进行表面改性，以改善阻燃剂与聚合物基体的相容性，从而在达到一定阻燃级别的同时维持或提高材料的力学性能。

发明内容

为克服现有玻纤增强聚酯复合材料阻燃改性技术中存在的含卤阻燃剂环境危害性大、无机阻燃剂添加量高、材料物理性能差、耐候性差等不足，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料。

本发明的另一个目的在于提供一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：

一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料，其包括：质量百分比为40～60％的聚酯、25～30％的玻璃纤维、10～20％的微胶囊化金属次磷酸盐和5～10％的微胶囊化含氮阻燃剂。

进一步的，所述的无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料还包括：质量百分比为0～10％的成炭剂、0～5％的阻燃协效剂、0～1％的成核剂、0～0.5％的润滑剂、0～0.3％的抗氧剂和0～5％的增韧剂。

进一步的，所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

进一步的，所述成炭剂选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺或聚氨酯中的一种或多种。

进一步的，所述阻燃协效剂选自硅酸盐、硼酸盐、氢氧化物、双氢氧化物、金属氧化物中的一种或多种。

进一步的，所述成核剂选自二氧化硅、滑石、云母、碳酸钙中的一种或多种。

进一步的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂。

进一步的，所述抗氧剂为四(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸。

进一步的，所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或多种。

一种无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料的制备方法，其包括以下实施步骤：按所占复合材料总质量的百分比将40～60％的聚酯、25～30％的玻璃纤维、10～20％的微胶囊化金属次磷酸盐和5～10％的微胶囊化含氮阻燃剂混合均匀，得混合原料，将所述混合原料加热至230～275℃，经熔融共混，再经挤出、拉条、冷却、切粒和烘干，即得无卤阻燃玻璃纤维增强聚酯复合材料。

进一步的，还可以在所述混合原料中加入占复合材料总质量0～10％的成炭剂、0～5％的阻燃协效剂、0～1％的成核剂、0～0.5％的润滑剂、0～0.3％的抗氧剂和0～5％的增韧剂。