[发明专利]纳米级无卤阻燃PBT复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种纳米级无卤阻燃PBT复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是五大工程塑料之一，被广泛用于电子、电气、家电等行业。然而，纯PBT存在缺口冲击韧性低、脆性大和阻燃性差等缺点，限制其在某些领域的应用。现有技术通常使用阻燃剂对PBT进行阻燃改性，目前应用较多的卤系阻燃剂的阻燃效果虽然很好，但在阻燃过程中可能产生二嗯英、呋喃等毒性物质，不能符合健康、环保要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种良好缺口冲击韧性、较好力学强度和无卤阻燃环保条件好的纳米级无卤阻燃PBT复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纳米级无卤阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 60%～75%、纳米粒子5%～15%、无卤阻燃剂18%～25%、表面处理剂0.1%～0.3%、润滑剂0.2%～1.5%、抗氧剂0.1%～1%、色料0～0.5%。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性黏度为0.85～1.2dl/g。

所述的纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米硅藻土、纳米蒙脱土、纳米高岭土和纳米氮化硅与碳化硅复配物中的一种，这种纳米粒子的平均粒径在10nm～100nm之间。

所述的无卤阻燃剂为有机磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂或氮系阻燃剂。

所述的表面处理剂为脂肪酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、铝酸酯和烷基酸盐中的一种。

所述的润滑剂为聚硅氧烷、EVA蜡、TAS-2A、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。

上述的纳米级无卤阻燃PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米粒子与表面处理剂按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；

（2）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、无卤阻燃剂、润滑剂、抗氧剂和色料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过表面处理剂处理过的纳米粒子加入高速混合机，使一起充分混合3～5分钟；

（4）再将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在200～500转/分钟，机筒温度在210℃～240℃，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得纳米级无卤阻燃PBT复合材料。

本发明的有益效果是，将纳米粒子与PBT共混，并加入适量的无卤阻燃剂、表面处理剂等，不但大大提高材料的刚性、耐热性及稳定性，可起到增韧、增强和保持较好强度的效果，而且无卤阻燃具有抑烟、无毒、环保的高阻燃效能，其综合性能优良，加工性能好，成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种纳米级无卤阻燃PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PBT 70%、纳米二氧化硅10%、有机磷系阻燃剂18%、脂肪酸0.2%、聚硅氧烷1%、抗氧剂1010 0.6%、色料0.2%，其中，PBT的特性黏度为0.85～1.2dl/g，纳米二氧化硅的平均粒径在10nm～100nm之间。

制备方法：（1）将纳米二氧化硅与脂肪酸按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；（2）将PBT在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PBT、有机磷系阻燃剂、聚硅氧烷、抗氧剂1010和色料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过脂肪酸处理过的纳米二氧化硅加入高速混合机，使一起充分混合3～5分钟；（4）再将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在200～500转/分钟，机筒温度在210℃～240℃，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得纳米级无卤阻燃PBT复合材料。

实施例2：