[发明专利]一种无卤膨胀阻燃PBT及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，具体而言，涉及一种无卤膨胀阻燃PBT及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)属于结晶型热塑性树脂，由于其优良的机械性和绝缘性能，较好的自润滑性和加工性、极佳的热稳定性和化学稳定性好而常被应用在电子电器、汽车零部件以及机械设备等方面；由于PBT本身易于燃烧，难于成炭，且燃烧时连续滴落，易使火焰蔓延引起火灾，因此，为满足产品对聚合物材料阻燃性能的要求，就要对PBT进行有效的阻燃改性。

目前，用于PBT的主要阻燃剂包括卤系阻燃剂和无机阻燃剂两大类；无机阻燃剂属于一种环境友好型阻燃剂，但由于其具有添加量大、与基体相容性差、对材料物理机械性能影响大等缺点，极大地限制了其在PBT材料中的应用；卤系阻燃剂虽然在PBT阻燃中起到了非常重要的作用，但由于在燃烧过程中发烟量大，且释放出有毒(如二噁英等)和腐蚀性的气体，对环境和人体造成很大的危害，欧盟于2006年开始实施《ROHS指令》，人们逐渐放弃了对它的使用；而具有高效、低烟、低毒、添加量少、无熔滴等优点的以P、N、C为核心元素的膨胀型阻燃剂(IFR)正受到越来越多的关注，IFR是一种环保的绿色阻燃剂，基本上克服了含卤阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒和腐蚀性气体以及燃烧时多熔滴的缺陷，同时也避免了无机阻燃剂添加量大对材料力学性能的影响。

目前，无卤膨胀阻燃体系多是以季戊四醇等多元醇体系为成炭剂的传统膨胀体系，该体系具有易迁移、易吸湿、在加工中易与聚磷酸铵(APP)反应生成磷酸酯等缺点，开发新型成炭剂已经迫在眉睫。三嗪类衍生物是一大类富含叔氮结构的化合物，在膨胀阻燃剂体系中添加，不仅具有较好的热稳定性、阻燃性能以及成炭效果，还具有无卤无毒、制备简单等优点，能够克服传统成炭剂的诸多缺陷。如CN1715272A、CN1709968A、CN101024632A都对此类膨胀阻燃成炭剂进行了报道；此外，文献(J.Polymer Degration and Stability.91，1380-1386，2006也报道了线型聚合型三嗪衍生物成炭剂及其合成方法；但由于目前报道或公开的聚合型三嗪衍生物成炭剂都为线型，并且其中富含羟基或氨基，故其耐水性和耐迁移性仍然较差，进而对阻燃效率以及力学性能影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤膨胀阻燃PBT及其制备方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种无卤膨胀阻燃PBT，由以下配比的原料制成：以质量百分比计，PBT基材65～83％、无卤膨胀阻燃剂17～34％、阻燃协效剂0～5％、抗滴落剂0～0.2％以及抗氧剂0～0.5％；

其中，所述无卤膨胀阻燃剂由三嗪系超支化结构大分子成炭剂和酸源共同组成。

优选地，其原料包括：以质量百分比计，PBT基材70～75％、无卤膨胀阻燃剂20～25％、阻燃协效剂1～5％、抗滴落剂0.05～0.1％以及抗氧剂0.1～0.3％。

优选地，所述三嗪系超支化结构大分子成炭剂与所述酸源的质量比为2:1～5:1。

优选地，所述三嗪系超支化结构大分子成炭剂的化学结构式为：

优选地，所述酸源为磷酸盐类阻燃剂，所述磷酸盐类阻燃剂优选为聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐和三聚氰胺焦磷酸盐中的一种或多种。

优选地，所述阻燃协效剂为有机改性蒙脱土、有机改性累托石、有机改性蛭石、金属氧化物和金属盐中的任一种或多种。

优选地，所述金属氧化物为氧化锌(ZnO)或氧化镧(La₂O₃)；所述金属盐为硼酸锌。

优选地，所述抗滴落剂为SAN包覆的改性聚四氟乙烯。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或二者的混合物。

本发明还提供了上述无卤膨胀阻燃PBT的制备方法，取所述原料，混匀后于55-65℃下真空烘干，熔融后制粒即得所述无卤膨胀阻燃PBT。

本发明实施例提供的一种无卤膨胀阻燃PBT，以基于三嗪环的超支化结构大分子化合物为成炭剂的新型PBT无卤膨胀阻燃复合材料，各原料成分之间相互协同增强作用，制得的无卤膨胀阻燃PBT具有阻燃效率高、形成碳层致密、燃烧低毒害的特点，且能减少添加阻燃剂对力学性能的影响。本发明提供的膨胀型阻燃剂可直接与聚合物共混，PBT阻燃体系具有优秀的加工性能，可通过双螺杆挤出机、双辊混炼机、注塑机等加工设备，进行传统的塑料加工技术制得该复合材料，简单易行，易于控制，便于实现工业化生产。

附图说明