一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410789656.6 (22)申请日 2014.12.17 C08L 33/20(2006.01) C08L 67/02(2006.01) C08L 35/06(2006.01) C08L 1/26(2006.01) C08L 33/26(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 5/3492(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (71)申请人天津金发新材料有限公司 地址 300308 天津市滨海新区空港经济。

2、特区 纬七道1号 (72)发明人孙付宇 陈勇文 宋晓东 陈国雄 李东 肖华明 胡文鹏 (74)专利代理机构天津滨海科纬知识产权代理 有限公司 12211 代理人韩敏 (54) 发 明名称 一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金及其制 备方法 (57) 摘要 本发明创造提供一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/ AS合金及其制备方法，所述的陶瓷纤维增强阻 燃PBT/AS合金复合材料的组分按重量份计为： AS25-64；PBT20-30；陶瓷纤维10-20；阻燃 剂5-15；相容剂1-5；热稳定剂0-2；抗氧剂 0-2；分散剂0-1；本发明采用陶瓷纤维增强阻 燃PBT/AS合金树脂，添加相容剂、阻燃剂、热稳定。

3、 剂、抗氧剂、分散剂等助剂，制备的PBT/AS合金材 料具备优异的环保阻燃性能，机械力学性能、尺寸 稳定性和成型性能，主要应用在电子产品、端子等 零部件上。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 104387711 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104387711 A 1/2页 2 1.一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，按重量百分数计其是由以下的组 分组成： 其中所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物，其中苯乙烯的重量百分比含量为 15-50。 2.一种陶瓷纤。

4、维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，按重量百分数计其是由以下的组 分组成： 其中所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物，其中苯乙烯的重量百分比含量为 15-50。 3.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的PBT的 熔融指数为57-62g/10min(250/2.16kg)，玻璃化温度为223-225。 4.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的陶瓷纤 维为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径24微米。 5.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的阻燃剂 为溴代三嗪、三氧化二锑、纳米氢氧化铝、纳。

5、米氢氧化镁、微米氢氧化铝和微米氢氧化镁中 的一种或两种以上的混合物。 6.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的相容剂 为苯乙烯马来酸酐共聚物。 7.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的热稳定 剂为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯胺、亚磷酸三苯酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙 酸二月桂酯中的至少一种。 8.根据权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，其特征在于，所述的抗氧剂 为抗氧剂1010和抗氧剂168中的任意一种或两种的混合物。 权 利 要 求 书CN 104387711 A 2/2页 3 9.根据权利要求1所。

6、述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金，所述的分散剂羟丙基甲基纤 维素和或聚丙烯酰胺中的任意一种或两种的混合物。 10.一种如权利要求1所述的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金的制备方法，其特征在于， 具体步骤如下： 1)按照权利要求1的重量比称取原料，将AS、PBT树脂与阻燃剂、相容剂、热稳定剂、抗 氧剂、分散剂预先在高速混料机中充分混匀，得共混料； 2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(3240)1，挤出温度为200-240，主机 转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤维，熔 融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。 权 利 要 求 书CN 。

7、104387711 A 1/5页 4 一种陶瓷纤维增强阻燃 PBT/AS 合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明创造涉及一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金及其制备方法，属于高分子 材料及其成型加工领域。 背景技术 0002 陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材 料，其直径一般为2m5m，长度多为30mm250mm，纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面 通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90)，而且气孔孔径和比表面积大。 0003 由于陶瓷纤维的气孔中的空气具有良好的隔热作用，因而纤维中气孔孔径的大小 及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定。

8、性的影响。实际上，陶瓷纤维的 内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构，其显微结构特点在固相和气相都 是以连续相的形式存在，因此，在这种结构中，固态物质以纤维状形式存在，并构成连续相 骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使 其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大，从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的 体积密度。多用于工业绝缘、密封，防护材料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件 的绝缘和隔热材，汽车行业隔热材料等。 0004 PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。其主链是由每个重复单元为刚 性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线型。

9、分子组成，分子中没有侧链，结构对称，分子的高 度几何规整性和刚性部分使其聚合物具有高的机械强度、高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润 滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1，在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性 能)，电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐 水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大 部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温 度也大幅提高。可以在140下长期工作，玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品 发生翘曲。由于PBT独特的分子结构和良好的综合性能，。

10、以及良好的成型加工性和优异的 性价比。 0005 苯乙烯-丙烯腈树脂(以下简称为AS)是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)两种单体 为原料共聚合制得的一种热塑性塑料。苯乙烯成份使AS坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成 份使AS具有化学稳定性和热稳定性。AS树脂具有优良的性能，有极好的尺寸稳定性、电性 能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好，是一种重要的工程塑料。但 普通的增强AS材料复合材料由于树脂和玻纤的界面粘接较差，致使强度，韧性，耐热性等 性能较差。 0006 传统工艺多采用向工程树脂中加入玻璃纤维以提高其拉伸强度、弯曲强度和模 量，但对其耐热性能、阻燃性能方面的优化不太理想。

11、，不能够满足应用要求。因此，需要进一 步的改进以提高其综合性能。 说 明 书CN 104387711 A 2/5页 5 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金及其制备方法，以克服 现有技术存在的缺陷，在添加少量陶瓷纤维的基础上，赋予材料优异的耐热性能、力学性能 和抗静电性能。 0008 为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种陶瓷纤维增强阻燃 PBT/AS合金，其特征在于，按重量百分数计其是由以下的组分组成： 0009 0010 其中所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物，其中苯乙烯的重量百分比含量为 15-50。 0011 优选的，所述陶瓷纤维增。

12、强阻燃PBT/AS合金，按重量百分数计其是由以下的组分 组成： 0012 0013 其中所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物，其中苯乙烯的重量百分比含量为 15-50。 0014 所述的PBT的熔融指数为57-62g/10min(250/2.16kg)，玻璃化温度为 223-225。 0015 所述的陶瓷纤维为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径24微米。 0016 所述的阻燃剂为溴代三嗪、三氧化二锑、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、微米氢氧 化铝和微米氢氧化镁中的一种或两种以上的混合物。 0017 所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物。 0018 所述的热稳定剂为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯。

13、胺、亚磷酸三苯酯、亚磷 酸辛二苯酯和硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。 0019 所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的任意一种或两种的混合物。 说 明 书CN 104387711 A 3/5页 6 0020 所述的分散剂羟丙基甲基纤维素和或聚丙烯酰胺中的任意一种或两种的混合物。 0021 本发明的另一目的是提供一种陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金的制备方法，其特 征在于，具体步骤如下： 0022 1)按照权利要求1的重量比称取原料，将AS、PBT树脂与阻燃剂、相容剂、热稳定 剂、抗氧剂、分散剂预先在高速混料机中充分混匀，得共混料； 0023 2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(32。

14、40)1，挤出温度为200-240， 主机转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤 维，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。 0024 本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明采用陶瓷纤维替代常用的玻璃纤 维，在添加少量的陶瓷纤维的基础上，通过研制复合阻燃剂配方，添加分散剂，有效地解决 了陶瓷纤维的分散性问题，提高了材料环保阻燃性能，机械力学性能、尺寸稳定性和成型性 能，主要应用在电子产品、端子等零部件上。 具体实施方式 0025 下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细、清楚、完整的说明。 0026 本发明实施例中所选用的材料为： 002。

15、7 AS树脂采用台达化学工业股份有限公司生产的SAN1400-N2产品； 0028 PBT树脂采用长春化工(江苏)有限公司的PBT 1100-211M产品； 0029 陶瓷纤维为河北滦平奥特斯丁工业有限公司生产，规格为高温(HT)型的陶瓷纤 维，纤维直径24微米。 0030 阻燃剂纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、微米氢氧化铝和微米氢氧化镁为中国科学 院长春应用化学研究所生产；三氧化二锑为湖北中锑化工有限公司生产；溴代三嗪为江苏 兴盛化工有限公司所生产； 0031 相容剂苯乙烯马来酸酐共聚物为南京银新化工有限公司生产； 0032 热稳定剂二苯基对苯二胺、亚磷酸三苯酯均为上海江莱生物科技有限公司生产；。

16、 4-羟基十八烷酰替苯胺为斯百全化学(上海)有限公司生产；亚磷酸三苯酯为张家港雅瑞 化工有限公司生产； 0033 抗氧剂1010和抗氧剂168均常州市腾扬化工有限公司生产； 0034 分散剂为山东瑞泰化工有限公司生产的HPMC或PAM。 0035 实施例1-5和对比例1-2的配方见表1。 0036 表1 实施例与对比例配方表 0037 说 明 书CN 104387711 A 4/5页 7 0038 各实施例和对比例的陶瓷纤维增强阻燃PBT/AS合金的制备方法，具体步骤如下： 0039 1)按实施例及对比例红重量比称取原料，将AS、PBT树脂与阻燃剂、相容剂、热稳 定剂、抗氧剂、分散剂预先在高速。

17、混料机中充分混匀3.5min，得共混料； 0040 2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(3240)1，挤出温度为200-240， 主机转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤 维，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。 0041 将实施例产品进行各种性能试验，性能测试标准见表2： 0042 表2 性能测试标准 0043 性能参数测试标准单位 拉伸强度ISO 527-2 MPa 弯曲强度ISO 178 MPa 说 明 书CN 104387711 A 5/5页 8 弯曲模量ISO 178 MPa 缺口冲击强度ISO 180 KJ/m 2 热变。

18、形温度ISO 75-1(1.82MPa) 阻燃性能UL 94 - 0044 实施例和对比例中的相应配方的性能测试数据对比表： 0045 表3 性能测试数据对比表 0046 0047 对比例1是玻璃纤维作为增强组分时材料性能与实施例1的对比，由对比数据 得出：添加陶瓷纤维的阻燃性能明显优于对比例1，说明添加陶瓷纤维比添加玻璃纤维对 PBT/AS复合材料的增强效果更好，同时，添加陶瓷纤维的材料力学性能也得到了加强。 0048 对比例2是无分散剂时PBT/AS复合材料与实施例1的对比，由对比数据得出：无 分散剂时时材料的增强效果大大降低，可见分散剂对陶瓷纤维对PBT/AS复合材料的增强 作用起着十分重要的作用，当无分散剂时，陶瓷纤维在材料中分散效果差，严重影响了增强 效果。 0049 以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的 较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依发明创造申请范围所作的 均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。 说 明 书CN 104387711 A 。