技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PBT/ABS合金材料及其 制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是由美国Celanese公司在20世纪70年 代开发并工业化生产的一类较新的热塑料工程塑料，具有结晶速度快，电气性 能优异且随温湿度变化小；耐候性好，适于户外使用，且耐药品性优异；突出 的电性能，是电子、电气工业的理想材料，广泛应用于电子、电气，汽车、家 用电器、电动工具，运动器械等领域，也是最近十年中增长速度最快的工程塑 料之一。但是其结晶收缩率大，尺寸稳定性差。虽经增强后可改善收缩率，但 容易发生翘曲，同时使无缺口冲击强度下降，对缺口冲击非常敏感，从而限制 了它的广泛应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有阻燃性的PBT/ABS合金材料， 相应的，本发明还提供一种PBT/ABS合金材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种PBT/ABS合金材料，其组成按重量配比为(％)：
PBT 10-45％；
ABS 10-45％；
相容剂 1-20％；
填充增强剂 1040％；
复合阻燃剂 20-30％；
润滑剂 0.1-0.6％；
抗氧剂 0.1-1.2％。
其中，所述PBT的相对粘度为0.6-1.5P·S。。
其中，所述ABS为聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯 腈-苯乙烯二元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元物或者苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物；其 橡胶总含量为15-70％。
其中，相容剂为ABS-g-MAH、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、 SEBS-g-MAH、AS-g-GMA、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘 油酯、乙烯-丙烯酯正丁酯-缩水甘油酯中的一种或几种的组合物。
其中，增强剂为玻璃纤维、碳纤维、云母粉、高岭土、滑石粉、硅灰石、 玻璃微球、晶须中的一种或几种的混合物。
其中，所述复合阻燃剂为含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成。
其中，所述含溴阻燃剂为多溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚 溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化聚碳酸酯中的一种或几种的混合物。
其中，所述润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬酯酸锌、PE蜡、 PP蜡、ABS蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种组合物。
其中，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
一种PBT/ABS合金材料的制备方法，包括步骤：
a：按重量配比称取PBT和ABS，混合均匀；
b：按重量配比称取相容剂和复合阻燃剂，混合均匀；
c：按重量配比称取润滑剂和抗氧剂，混合均匀，将上述混合好的物质一 起加入到混合器中继续混合直至均匀；
d：将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒， 充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工 艺如下：双螺杆挤出机一区215-240℃、二区215-240℃、三区215-240℃、四 区215-240℃、五区215-240℃、六区215-240℃、七区215-240℃、八区215-240 ℃；螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1：本发明通过选择合适的阻燃剂，将PBT体系和ABS体系熔合在一起， 所制得的材料具有阻燃的特性，且环保无毒；
2：保证了合金材料在具有阻燃功能的同时，通过增强剂强化其力学性能， 使其各项物理力学性能优异；
3：该阻燃合金材料的制备工艺简单，且具有尺寸稳定、高强度、外观好、 高流动性、耐药品性等特点。
具体实施方式
本发明主要利用ABS对PBT材料进行合金化改性，通过改变其基体树脂 的内部分子链排布，从而改善其结晶收缩，尺寸不稳定的，对缺口敏感的缺点。
本发明的技术方案是提供一种阻燃尼龙和ABS合金材料，它由一混合物 组成，其重量配比组成为：
PBT10-45％、ABS10-45％、相容剂1-10％、增强剂10-40％复合阻 燃剂20-30％、润滑剂0.1-0.6％、抗氧剂0.1-1.2％；
其中，PBT的相对粘度为0.6-1.5P·S；ABS为聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元 物或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中 的一种或几种的混合物，其橡胶总含量为15-70％；相容剂可以为聚合物接枝 物，如ABS-g-MAH、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、 AS-g-GMA、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯、乙烯-丙烯 酯正丁酯-缩水甘油酯中的一种或几种的组合物；增强剂为玻璃纤维、碳纤维、 云母粉、高岭土、滑石粉、硅灰石、玻璃微球、晶须中的一种或几种的混合物； 阻燃剂为含溴阻燃剂和三氧化二锑复配而成；其中含溴阻燃剂可以为多溴联苯 醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化聚碳 酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚硅氧烷、硬酯酸钙、硬酯酸镁、硬 酯酸锌、PE蜡、PP蜡、ABS蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种组合物；抗 氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸 三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配1010/168(1∶1)。
在本发明中，按重量配比称取PBT和ABS，混合均匀；按重量配比称取 相容剂和复合阻燃剂，混合均匀；按重量配比称取润滑剂和抗氧剂，混合均匀； 将上述混合好的物质一起加入到混合器中继续混合直至均匀；将混合好的原料 投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、 再经挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一 区215-240℃、二区215-240℃、三区215-240℃、四区215-240℃、五区215-240 ℃、六区215-240℃、七区215-240℃、八区215-240℃；螺杆转数控制在350 转/分钟；停留时间2～10min。
其中，PBT具有结晶速度快，电气性能优异且随温湿度变化小；耐候性 好，适于户外使用，且耐药品性优异；突出的电性能。
ABS结合了苯乙烯具有的光泽性和成型性、丙烯腈具有刚性和耐药品性 以及优异的机械性能、丁二烯具有的耐冲击性，与PBT共混可以改善PBT的 尺寸稳定性、冲击强度、以及加工性能。
由于PBT和ABS属热力学不相容材料AS-g-GMA接枝物的加入可极大地 提高两者的相容性，提高材料的冲击强度和断裂伸长率，但由于AS-g-GMA 接枝物自身的脆性，添加过量的AS-g-GMA接枝物反而会降低材料的冲击性， 因此相容剂比较适宜的添加量为1-20％，更好的添加量为3-15％。
本发明增强阻燃的PBT/ABS复合物中的增强剂是玻璃纤维与玻璃微球复 配而成。增强剂玻璃纤维的加入对材料的力学性能的有飞跃性的提高，玻璃微 球的加入对产品制件翘曲会有一定的帮助，但对其冲击强度会有一定的影响， 不需过量添加，较为适宜的添加量为5-40％，更好的添加量为10-35％。
本发明增强阻燃的PBT/ABS复合物中复合阻燃剂由含溴阻燃剂和三氧化 二锑复配而成，阻燃剂的添加对整个材料体系的冲击性能会有一定的影响，但 由于含溴阻燃剂和三氧化二锑两者具有良好的协同效应，阻燃效率高，不需过 量添加，较为适宜的添加量为5-30％，更好的添加量为13-25％。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：
实施例1：
将重量比PBT 41％、ABS 12％、相容剂4.4％、增强剂20％复合阻 燃剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、168 0.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗， 经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、 烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235 ℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转 数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。
实施例2
将重量比PBT 26.5％、ABS 26.5％、相容剂 6.4％、增强剂18％复合 阻燃剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、 168 0.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加 料斗，经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、 切粒、烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、 三区235℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃； 螺杆转数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。
实施例3
将重量比PBT 12.0％、ABS 41％、相容剂 3.5％、增强剂19％复合阻 燃剂(聚溴化苯乙烯15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.2％、1010 0.15％、168 0.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗， 经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、 烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235 ℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转 数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。
实施例4：
将重量比PBT 31％、ABS 12％、相容剂 4.4％、增强剂30％复合阻燃 剂(十溴二苯乙烷15％、三氧化二锑7％)、润滑剂0.3％、1010 0.15％、168 0.15％在塑料容器中混合均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗， 经熔融挤出，造粒，充分塑化、熔融、复合、再经挤出、拉条、冷却、切粒、 烘干和包装；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区230℃、二区235℃、三区235 ℃、四区235℃、五区235℃、六区230℃、七区230℃、八区230℃；螺杆转 数控制在350转/分钟；停留时间2～10min。
性能测试：
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)： 170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸 (mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸 (mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2 mm。
实施例1～5配方及材料性能见表1：
表1
项目 测试方法 单位 指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 拉伸强度 GB/T 1040 MPa 100 90 75 120 断裂伸长率 GB/T 1040 ％ 10 10 15 8
弯曲强度 GB 9341/T MPa 130 120 110 140 弯曲模量 GB 9341/T MPa 6500 5500 5000 6500 缺口冲击强度 GB/T 1043 KJ/M2 8 9 12 8 阻燃性能 UL-94 1.6mm V0 V0 V0 V0
从实施例1看，阻燃剂的加入增加材料的阻燃功能，对材料的物理力学性 能的影响甚微。
从实施例2～4看，阻燃剂的加入对材料的物理力学性能影响甚微。综合 阻燃效果和成本的考虑，阻燃剂的最佳添加量为13-25％。
从实施例2～4看，增强剂的加入对材料物理力学性影响很大，增强剂的 份量加大其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量都有蝗显提高。
以上对本发明所提供的一种PBT/ABS合金材料及其制备方法进行了详细 介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实 施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域 的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。