技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料及其制備方法，具體涉及一種無鹵阻燃PBT材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（polybutyleneterephthalate，簡稱PBT）是由1,4-丁二醇與對(duì)苯二甲酸或者對(duì)苯二甲酸酯縮聚得到的熱塑性聚酯樹脂。由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車零件、機(jī)械、家用品等領(lǐng)域，是五大泛用工程塑料之一。目前使用的阻燃PBT包括鹵/銻的阻燃PBT和無鹵阻燃PBT。前一類阻燃PBT由于熱裂及燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的腐蝕性有毒氣體及煙塵，易產(chǎn)生次生災(zāi)害。因此根據(jù)國際市場對(duì)阻燃高分子材料的應(yīng)用發(fā)展趨勢，提倡采用無鹵阻燃PBT材料，特別是電子電器、汽車零件行業(yè)。另外，現(xiàn)在有不少部件要求小型、薄壁、輕質(zhì)且制造快速，這更為新的無鹵阻燃PBT提供了機(jī)遇。現(xiàn)有的無鹵阻燃PBT材料存在的最大問題在于：需要較大用量的阻燃劑才能獲得較好的阻燃效果，這樣將會(huì)大大降低PBT材料的力學(xué)性能，尤其是使得脆性增大，從而限制了其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。中國專利文獻(xiàn)CN102002218A公開了一種用于玻纖增強(qiáng)PBT材料的無鹵復(fù)合阻燃劑及其制備方法，該無鹵復(fù)合阻燃劑由如下組分組成：20-80%重量比的苯基次膦酸鋁，10-60%重量比的三聚氰胺氰尿酸鹽，1-20%重量比的硼酸鋅，1-10%重量比的磷酸三苯酯，1-5%重量比的季戊四醇硬脂酸四酯。中國專利文獻(xiàn)CN103205017A公開了一種無鹵阻燃劑以及無鹵阻燃PBT復(fù)合材料的制備方法，該無鹵阻燃劑包括次膦酸鹽45～65份，三聚氰胺聚磷酸鹽15～30份，間苯二酚雙（二苯基磷酸酯）10～25份，硅烷偶聯(lián)劑0.3份，季戊四醇硬脂酸酯0.2份。上述兩種無鹵復(fù)合阻燃劑存在相同的問題：（1）阻燃體系協(xié)同效應(yīng)不佳，阻燃劑用量較小則阻燃效果不佳，阻燃劑用量較大則會(huì)降低力學(xué)性能；（2）耐熱性不佳，需要添加玻璃纖維提高耐熱性，而玻璃纖維的加入則會(huì)在生產(chǎn)及成型過程中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重磨損。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一在于解決上述問題，提供一種阻燃性能、力學(xué)強(qiáng)度以及耐熱性均較好的無鹵阻燃PBT材料。本發(fā)明的另一目的在于提供上述無鹵阻燃PBT材料的制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的技術(shù)方案是：一種無鹵阻燃PBT材料，它是由下述重量份的組分制成：PBT樹脂100份，無鹵復(fù)合阻燃劑15～35份，加工助劑0.5～5份以及復(fù)合抗氧劑0.05～0.10份。所述的無鹵復(fù)合阻燃劑由季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、次磷酸鋁、磷酸三苯酯按照（2～10）∶（1～8）∶（10～30）:（1～5）的重量比組成。無鹵復(fù)合阻燃劑重量份以PBT樹脂100份計(jì)優(yōu)選15～25份。所述的無鹵復(fù)合阻燃劑優(yōu)選由季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、次磷酸鋁、磷酸三苯酯按照（4～6）∶（1～4）∶（13～21）:（1～4）的重量比組成。所述的加工助劑為聚硅氧烷。所述的復(fù)合抗氧劑由抗氧劑1076和抗氧劑168按照（0.02～0.03）:（0.04～0.06）的重量比組成。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)方案是：上述無鹵阻燃PBT材料的制備方法，具有以下步驟：①將按照配方稱取的PBT樹脂、無鹵復(fù)合阻燃劑、加工助劑以及復(fù)合抗氧劑倒入高速混合機(jī)中混合，直至混合所產(chǎn)生的摩擦熱使得物料溫度升高至80℃～90℃，出料冷卻。②將冷卻后的混合物料送入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，所擠出的條料經(jīng)水槽冷卻、牽引進(jìn)入切粒機(jī)造粒，即得無鹵阻燃PBT材料。上述步驟②中，雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)的溫度為：T1=190～200℃，T2=195～205℃，T3=200～210℃，T4=205～215℃，T5=210～220℃，T6=215～225℃，T7=220～230℃，T8=225～235℃，T9=230～240℃，T模=220～230℃。本發(fā)明具有的積極效果：本發(fā)明的無鹵阻燃PBT材料采用季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、次磷酸鋁以及磷酸三苯酯組成無鹵復(fù)合阻燃體系，采用該無鹵復(fù)合阻燃體系只需較少用量即可獲得較好的阻燃效果（氧指數(shù)大于32%，垂直燃燒V-0級(jí)），同時(shí)也不會(huì)影響無鹵阻燃PBT材料的綜合力學(xué)性能，尤其是還具有較高的耐熱性，在不添加玻璃纖維的情況下其維卡軟化溫度大于180℃。具體實(shí)施方式（實(shí)施例1）本實(shí)施例的無鹵阻燃PBT材料由下述重量的組分制成：100kg的PBT樹脂，4kg的季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽，1kg的三聚氰胺氰尿酸鹽，13kg的次磷酸鋁，2kg的磷酸三苯酯，1.5kg的聚硅氧烷，0.02kg的抗氧劑1076以及0.04kg的抗氧劑168。上述無鹵阻燃PBT材料的制備方法具有以下步驟：①將上述各組分按照配方倒入高速混合機(jī)中，啟動(dòng)電機(jī)，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行混合，直至混合所產(chǎn)生的摩擦熱使得物料溫度升高至80℃～90℃，出料冷卻。②將冷卻后的混合物料送入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，所擠出的條料經(jīng)水槽冷卻、牽引進(jìn)入切粒機(jī)造粒，即得無鹵阻燃PBT材料。雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)的溫度為：T1=190～200℃，T2=195～205℃，T3=200～210℃，T4=205～215℃，T5=210～220℃，T6=215～225℃，T7=220～230℃，T8=225～235℃，T9=230～240℃，T模=220～230℃。（實(shí)施例2～實(shí)施例6）各實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同，不同之處在于各組分的重量配比，具體見表1。表1實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6PBT樹脂100kg100kg100kg100kg100kg100kg季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽4kg4kg5kg5kg6kg6kg三聚氰胺氰尿酸鹽1kg1.5kg2kg3kg3kg4kg次磷酸鋁13kg16kg20kg21kg20kg18kg磷酸三苯酯2kg1.5kg3kg4kg2kg1kg聚硅氧烷1.5kg2kg2kg2.5kg3kg3kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.03kg0.03kg0.03kg抗氧劑1680.04kg0.05kg0.06kg0.04kg0.05kg0.06kg（應(yīng)用例）將實(shí)施例1～實(shí)施例6制得的無鹵阻燃PBT材料采用注塑成型機(jī)注塑標(biāo)準(zhǔn)試樣，并按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行力學(xué)性能和阻燃性能測試，測試結(jié)果見表2。表2測試性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6拉伸強(qiáng)度/MPa39.0338.1737.5836.5337.6838.32懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度/KJ·m-23.683.913.323.673.153.44彎曲強(qiáng)度/MPa64.1263.8962.1561.3860.5463.56彎曲模量/MPa220021302080209018901960氧指數(shù)/%33.234.635.036.434.933.8垂直燃燒V-0V-0V-0V-0V-0V-0微卡軟化溫度/℃182183184182184182（對(duì)比例1～對(duì)比例4）各對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于采用的阻燃劑種類及其用量，具體見表3。其中：對(duì)比例1和對(duì)比例2采用的阻燃劑為中國專利文獻(xiàn)CN102002218A實(shí)施例1制得的無鹵復(fù)合阻燃劑（表3中稱為阻燃劑A），用量分別為20g和45g。對(duì)比例3和對(duì)比例4采用的阻燃劑為中國專利文獻(xiàn)CN103205017A實(shí)施例1制得的無鹵復(fù)合阻燃劑（表3中稱為阻燃劑B），用量分別為20g和45g。表3對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4PBT樹脂100kg100kg100kg100kg阻燃劑20g阻燃劑A45g阻燃劑A20g阻燃劑B45g阻燃劑B聚硅氧烷1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.02kg抗氧劑1680.04kg0.04kg0.04kg0.04kg（對(duì)比例5～對(duì)比例7）各對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于見表4。表4實(shí)施例1對(duì)比例5對(duì)比例6對(duì)比例7PBT樹脂100kg100kg100kg100kg季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽4kg4kg--三聚氰胺氰尿酸鹽1kg-1kg-次磷酸鋁13kg13kg13kg13kg磷酸三苯酯2kg--2kg聚硅氧烷1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.02kg抗氧劑1680.04kg0.04kg0.04kg0.04kg（對(duì)比例8～對(duì)比例10）各對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于見表5。表5實(shí)施例1對(duì)比例8對(duì)比例9對(duì)比例10PBT樹脂100kg100kg100kg100kg季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽4kg4kg4kg-三聚氰胺氰尿酸鹽1kg1kg-1kg次磷酸鋁13kg---磷酸三苯酯2kg-2kg2kg聚硅氧烷1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.02kg抗氧劑1680.04kg0.04kg0.04kg0.04kg（對(duì)比例11～對(duì)比例14）各對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于見表6。表6實(shí)施例1對(duì)比例11對(duì)比例12對(duì)比例13對(duì)比例14PBT樹脂100kg100kg100kg100kg100kg季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽4kg4kg4kg4kg-三聚氰胺氰尿酸鹽1kg1kg1kg-1kg次磷酸鋁13kg13kg-13kg13kg磷酸三苯酯2kg-2kg2kg2kg聚硅氧烷1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.02kg0.02kg抗氧劑1680.04kg0.04kg0.04kg0.04kg0.04kg（對(duì)比例15～對(duì)比例18）各對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于見表7。表7實(shí)施例1對(duì)比例15對(duì)比例16對(duì)比例17對(duì)比例18PBT樹脂100kg100kg100kg100kg100kg季戊四醇雙磷酸酯密胺鹽4kg4kg---三聚氰胺氰尿酸鹽1kg-1kg--次磷酸鋁13kg--13kg-磷酸三苯酯2kg---2kg聚硅氧烷1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg1.5kg抗氧劑10760.02kg0.02kg0.02kg0.02kg0.02kg抗氧劑1680.04kg0.04kg0.04kg0.04kg0.04kg（對(duì)比應(yīng)用例）將對(duì)比例1～對(duì)比例18制得的無鹵阻燃PBT材料采用注塑成型機(jī)注塑標(biāo)準(zhǔn)試樣，并按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行力學(xué)性能和阻燃性能測試，測試結(jié)果見表8～表11。表8測試性能實(shí)施例1對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4拉伸強(qiáng)度/MPa39.0337.5834.5836.5835.58懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度/kJ·m-23.683.922.723.722.32彎曲強(qiáng)度/MPa64.1261.1560.3563.1862.54彎曲模量/MPa22002180198621402030氧指數(shù)/%33.227.332.027.233.1垂直燃燒V-0V-2V-0V-2V-0微卡軟化溫度/℃182170178173175表9測試性能對(duì)比例5對(duì)比例6對(duì)比例7對(duì)比例8對(duì)比例9對(duì)比例10拉伸強(qiáng)度/MPa39.8240.1539.7840.6540.3340.31懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度/kJ·m-24.114.154.074.254.054.45彎曲強(qiáng)度/MPa64.1564.4863.5865.0864.8365.16彎曲模量/MPa219822102243219022102240氧指數(shù)/%22.122.022.418.018.018.0垂直燃燒------微卡軟化溫度/℃183184183182182182表10測試性能對(duì)比例11對(duì)比例12對(duì)比例13對(duì)比例14拉伸強(qiáng)度/MPa39.6540.7239.8839.62懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度/kJ·m-23.253.913.433.46彎曲強(qiáng)度/MPa63.0864.4762.0862.38彎曲模量/MPa2090218019901980氧指數(shù)/%31.818.029.829.3垂直燃燒V-0-V-1V-1微卡軟化溫度/℃179180178178表11測試性能對(duì)比例15對(duì)比例16對(duì)比例17對(duì)比例18拉伸強(qiáng)度/MPa40.6241.6139.4841.93懸臂梁抗缺口沖擊強(qiáng)度/kJ·m-24.214.453.364.32彎曲強(qiáng)度/MPa65.3664.9563.1563.43彎曲模量/MPa2245228321282260氧指數(shù)/%18.018.028.518.0垂直燃燒--V-2-微卡軟化溫度/℃180180178180當(dāng)前第1頁1 2 3