本發明屬于阻燃材料領域,涉及一種PBT阻燃材料,尤其涉及一種應用于電子電器領域的超高穩定性PBT阻燃材料。
背景技術:
聚對苯二甲酸丁二醇酯(簡稱PBT),是熱塑性聚酯,是上一世紀70年代初期由美國Celanese公司開發的。PBT具有非常好的而熱性、耐候性、耐化學品性,而且具有電氣性能優異、吸水性小、表面良好等優點,被廣泛應用于電子電氣、汽車、機械、家用電器等行業,尤其是電子電氣行業。
通常地,電子電氣行業對材料大多有阻燃要求,一般要求灼熱絲全程不起燃溫度達750℃。早期的PBT材料通過添加大量的阻燃劑改性,灼熱絲全程不起燃溫度可達到750℃。隨著社會的發展,電子產品越來越趨向于高端發展,歐洲電子產品對PBT材程的標準又提高了一個臺階,對灼熱絲不起燃溫度由原來的750℃上升到850℃。然而,按照傳統的改進方法,在灼熱絲不起燃溫度達750℃的PBT材上繼續添加阻燃劑,雖然能使PBT材的灼熱絲不起燃溫度達850℃,但材料的力學性能會完全喪失,沒有實際應用價值。例如,現有使用溴代三嗪、三氧化二銻、MCA阻燃劑(中文名:氰尿酸三聚氰胺復合),提高PBT材料的阻燃性能,但獲得的PBT材料力學性能非常差。而且,由于阻燃劑添加量大,粉劑未經過處理直接加入,導致加工工藝難以控制。另外,阻燃劑復本種類少,阻燃效率、灼熱絲效率均低,因此添加量大,而溴代三嗪的成本昂貴,導致成本較高,不適合實際應用。
因此,在本領域中制備具有更高灼熱絲溫度以及阻燃性的PBT材料是本領域亟需解決的問題。
技術實現要素:
針對現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種PBT阻燃材料,尤其是提供一種應用于電子電器領域的超高穩定性PBT阻燃材料。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一方面,本發明提供一種PBT阻燃材料,所述PBT阻燃材料由質量百分含量如下的組分制備得到:
本發明通過在PBT基材中添加少量三氧化二銻,并加入一定量的白磷母粒和六苯氧基環三磷腈來改善PBT材料的性能,各成分之間相互配合,協調作用使得PBT材料具有高穩定性,使其具有高灼熱絲溫度、高CTI值以及優良的阻燃性能,并且成本低廉,解決了一些阻燃材料中添加大量三氧化二銻而使得成本高昂并且制備過程由于三氧化二銻細粉而造成人體健康危害的問題。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,白磷母粒的用量為15-20%,例如15%、16%、17%、18%、19%或20%。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,三氧化二銻的用量為2-5%,例如2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,六苯氧基環三磷腈的用量為5-10%,例如5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,有機硅的用量為1-8%,例如1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%或8%。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,導電油的用量為2-20%,例如2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、16%、18%或20%。
在本發明的PBT阻燃材料的原料中,PBT的用量為40-75%,例如41%、43%、45%、47%、49%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、65%、67%、70%、72%或74%。
優選地,本發明所述PBT阻燃材料由質量百分含量如下的組分制備得到:
優選地,所述有機硅為硅脂、硅乳液、硅橡膠、硫化硅橡膠或硅樹脂中的任意一種或至少兩種的組合。
另一方面,本發明提供了如第一方面所述的PBT阻燃材料的制備方法,所述方法為:將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT共混摻雜,而后擠出得到所述PBT阻燃材料。
在本發明所述制備方法中,所述共混摻雜時的攪拌速率為100-200r/min,例如105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、140r/min、145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、185r/min、190r/min或195r/min。
優選地,所述擠出在雙螺桿擠出機中進行。
優選地,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為250-300℃,例如255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃或298℃。
優選地,所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速為250r/min-400r/min,例如255r/min、260r/min、265r/min、270r/min、275r/min、280r/min、290r/min、300r/min、310r/min、320r/min、330r/min、340r/min、350r/min、360r/min、370r/min、380r/min或390r/min。
作為本發明的優選技術方案,本發明PBT阻燃材料的制備方法為:將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在100-200r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為250-300℃,螺桿轉速為250r/min-400r/min,得到所述PBT阻燃材料。
另一方面,本發明提供了如第一方面所述的PBT阻燃材料在電子電器材料中的應用。
相對于現有技術,本發明具有以下有益效果:
本發明的PBT阻燃材料由15-25%白磷母粒、2-10%三氧化二銻、8-25%六苯氧基環三磷腈、1-8%有機硅、2-10%導電油和40-75%PBT制備而得,本發明通過在PBT基材中添加少量三氧化二銻,并加入一定量的白磷母粒和六苯氧基環三磷腈共混摻雜、擠出得到所述PBT阻燃材料,各成分之間相互配合,協調作用使得該材料具有高穩定性,其灼熱絲溫度高達945℃,CTI值可達到248V,并且具有高熔指,良好的機械性能,韌性好,易加工,具有良好的阻燃性,阻燃性可達V0級,可廣泛應用于電源插頭、微動開關、電容器、電子產品、醫療、工礦、軍工裝備、石油化工、火車汽車飛機等領域。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明了,所述實施例僅僅是幫助理解本發明,不應視為對本發明的具體限制。
實施例1
在本實施例中,有以下原料制備PBT阻燃材料:
其制備方法為:
將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在100r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為300℃,螺桿轉速為300r/min,得到所述PBT阻燃材料。
實施例2
在本實施例中,有以下原料制備PBT阻燃材料:
其制備方法為:
將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在200r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為250℃,螺桿轉速為400r/min,得到所述PBT阻燃材料。
實施例3
在本實施例中,有以下原料制備PBT阻燃材料:
其制備方法為:
將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在150r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為280℃,螺桿轉速為250r/minr/min,得到所述PBT阻燃材料。
實施例4
在本實施例中,有以下原料制備PBT阻燃材料:
其制備方法為:
將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在200r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為250℃,螺桿轉速為400r/min,得到所述PBT阻燃材料。
實施例5
在本實施例中,有以下原料制備PBT阻燃材料:
其制備方法為:
將白磷母粒、三氧化二銻、六苯氧基環三磷腈、有機硅、導電油和PBT在180r/min的攪拌速率下共混摻雜,而后在雙螺桿擠出機中擠出,所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為280℃,螺桿轉速為350r/min,得到所述PBT阻燃材料。
對比例1
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中不使用三氧化二銻,六苯氧基環三磷腈的用量為10%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例2
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中不使用六苯氧基環三磷腈,三氧化二銻的用量為10%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例3
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中白磷母粒的用量為22%,有機硅的用量為3%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例4
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中白磷母粒的用量為13%,導電油的用量為13%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例5
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中三氧化二銻的用量為1%,有機硅的用量為9%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例5
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中三氧化二銻的用量為6%,有機硅的用量為4%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例6
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中六苯氧基環三磷腈的用量為4%,導電油的用量為11%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例7
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中六苯氧基環三磷腈的用量為12%,PBT的用量為53%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例8
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中有機硅的用量為0.5%,PBT的用量為64.5%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對比例9
該對比例與實施例1的區別在于,PBT阻燃材料的制備原料中導電油的用量為1%,PBT的用量為65%,其余原料與原料用量以及制備方法均與實施例1相同。
對實施例1-5以及對比例1-9制備得到的PBT阻燃材料的性能進行測試,測試方法以及測試結果如表1所示。
表1
申請人聲明,本發明通過上述實施例來說明本發明的超高穩定性PBT阻燃材料及其制備方法和應用,但本發明并不局限于上述實施例,即不意味著本發明必須依賴上述實施例才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了,對本發明的任何改進,對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等,均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。