易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及高分子工程塑料改性及成型加工领域，特别涉及一种易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为一种电气性能优良的工程塑料，广泛应用于线圈骨架、马达外壳、继电器壳体等电子电气产品上。但pet存在结晶性能差、不易脱模等问题，限制了对成型要求比较高的领域的应用。同时，根据iec的相关标准，对于无人看管的、额定电流在0.2a以上的家用电器产品，必须具有较高的灼热丝性能。
3.现有技术中有公开了包含pet树脂、玻璃纤维、溴化环氧树脂、锑酸钠和mca母粒的pet组合物，但是其灼热丝gwit只能最高达到850℃ /2.0mm，无法满足市场中对灼热丝性能更高的要求，因此亟需研发一种具有更高灼热丝性能且易脱模的pet组合物。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)组合物及其制备方法和应用。
5.本发明提供一种易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，包括以下组分：
[0006][0007][0008]
所述复合母粒是一种以聚乙烯为载体的复合母粒，成分包括成核剂和结晶促进剂。所述成核剂为羧酸钠盐，所述结晶促进剂为液体季戊四醇类。所述聚乙烯的重量百分比为40-60％，所述成核剂的重量百分比为5-10％，所述促进剂的重量百分比为35-55％。聚乙烯(pe)作为载体，可以起到一定的增韧作用。复合母粒中的成核剂在pet的冷却过程中可以更快的形成更多晶核，同时结晶促进剂可以加快分子链的运动，促进晶粒的生长，从而达到
促进pet快速冷却结晶的目的。
[0009]
进一步的，所述pet树脂的特性粘度为0.52-0.85dl/g，优选为0.58-0.8 dl/g。特性粘度的测试标准为astm d4603-2003(2011)。pet树脂的特性粘度高于上述范围，则流动性较差，结晶性能不好；低于上述范围，制得的 pet组合物韧性不足，且容易产生模垢。
[0010]
进一步的，所述的溴系阻燃剂为溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷中的任意一种或多种。
[0011]
进一步的，所述的阻燃协效剂为锑酸钠，优选为偏锑酸钠。
[0012]
进一步的，所述的氧化聚乙烯蜡为低密度氧化聚乙烯蜡。低密度聚乙烯聚乙烯分子链比较柔顺，其润滑效果更好。且熔点在100℃左右，有利于降低pet的冷结晶。
[0013]
进一步的，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物还包括增韧剂、无机填料、抗氧剂、耐候剂中的任意一种或多种。所述增韧剂为含有gma基团的共聚物或者接枝物，所述无机填料为云母粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的任意一种，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类辅抗氧剂，所述耐候剂为受阻胺类耐候剂。
[0014]
本发明还提供所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取各原料，将各原料在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机在180℃-270℃下熔融挤出、冷却、造粒得到所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物；所述双螺杆挤出机由加料口到机头的各螺筒温度分别是：180℃～210℃、250℃～260℃、250℃～270℃、250℃～270℃、2200℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、230℃～250℃，螺杆转速为300转/分钟～350转/分钟，喂料量为 60kg/h～200kg/h，真空度为-0.1～0mpa。
[0015]
本发明还提供所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物在制备家电产品、电子电气组件、办公设备中的应用。
[0016]
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
[0017]
本发明通过添加复合母粒和氧化聚乙烯蜡，并进行各方面配方的摸索，极大的改善了pet材料的结晶以及脱模，并且材料具有优异的灼热丝性能，在能够达到v-0阻燃等级的同时，缺口冲击强度最高可达7.5kj/m2，灼热丝gwit最高可达960℃/2.0mm。
具体实施方式
[0018]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0019]
本发明技术方案的关键是通过合理的搭配溴系阻燃剂、阻燃协效剂、 mca以及复合母粒，得到了具有良好脱模性以及灼热丝性能的溴系阻燃增强pet产品。通过复合母粒的添加可以改善pet材料结晶速度慢的缺陷，在配合成核剂作为润滑剂的情况下，极大程度地改善了材料的脱模性。通过控制阻燃剂、协效阻燃剂以及mca的添加量，在满足阻燃v-0的情况下，大大提高了材料的灼热丝性能。
[0020]
实施例
[0021]
下面结合具体实施例和对比实施例来进一步说明本发明，以下具体实施例均为本
发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。
[0022]
实施例及对比例中的原料均可通过市售得到，具体如下：
[0023]
pet树脂#1：特性粘度为0.68dl/g，牌号为pet fg600，仪征化纤。
[0024]
pet树脂#2：特性粘度为0.8dl/g，牌号为pet bg80，仪征化纤。
[0025]
pet树脂#3：特性粘度为0.9dl/g，牌号为ep901，仪征化纤。
[0026]
pet树脂#4：特性粘度为0.58dl/g，牌号为cr-7702，华润化学材料科技有限公司。
[0027]
溴系阻燃剂：溴系阻燃剂如溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷均可，本实施例中使用溴化环氧树脂，牌号为f-2100，以色列icl。
[0028]
协效阻燃剂#1：偏锑酸钠，牌号为sa-f，成都开飞。
[0029]
协效阻燃剂#2：焦锑酸钠，株洲安特新材料。
[0030]
氰尿酸三聚氰胺(mca)：牌号为mca-a，四川精细化工。
[0031]
玻璃纤维：无碱玻璃纤维，牌号为ecs11-4.5-534a，中国巨石。
[0032]
低密度氧化聚乙烯蜡，牌号为ped-521，德国科莱恩。
[0033]
高密度氧化聚乙烯蜡，牌号为316a，凯茵化工。
[0034]
复合母粒：聚乙烯的重量百分比为50％，成核剂的重量百分比为8％，促进剂的重量百分比为42％，牌号cam-6025，如夏新材。
[0035]
增韧剂：牌号为ptw，陶氏弹性体。
[0036]
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0037]
按照表1中的具体实施例1～12和表2中对比例1～10的配方用量分别称取各原料，将各原料在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机在180℃-270℃下熔融挤出、冷却、造粒得到所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物；所述双螺杆挤出机由加料口到机头的各螺筒温度分别是：180℃～210℃、250℃～260℃、250℃～270℃、250℃～270℃、2200℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、220℃～240℃、230℃～250℃，螺杆转速为300转/分钟～350转/分钟，喂料量为60kg/h～200kg/h，真空度为-0.1～0mpa。分别对实施例1～12和对比例1～10制备得到的pet 组合物进行脱模性能、阻燃性能、灼热丝性能和力学性能的测试。测试结果如表3和表4所示。
[0038]
各项性能测试方法：
[0039]
(1)脱模性评价：注塑的方法评价，一套壁厚为0.8mm的继电器外壳模具，设计为一模出32个产品，设置相同的注塑工艺和冷却时间，根据产品顶出时是否有粘模、顶裂等来判断脱模性的好坏。产品能够顺利顶住脱模则说明脱模性好，反之有产品粘附在模具上，或者产品表面有顶针顶出的凹痕或者破裂，则脱模性差；
[0040]
(2)阻燃性：根据ul 94的标准，测试0.8mm v-0的阻燃等级；
[0041]
(3)灼热丝性能：测试灼热丝起燃温度，根据iec 60695-2-10-2013 标准，样板壁厚为1.5mm；
[0042]
(4)缺口冲击强度：根据iso 180-2010标准测试。
[0043]
表1实施例的各组分配比(重量份)
[0044][0045]
表2对比例的各组分配比(重量份)
[0046]
[0047][0048]
表3实施例的性能测试结果
[0049][0050]
表4对比例的性能测试结果
[0051]
[0052][0053]
对比例1为复合母粒cam-6025的单一空白对照试验，对比例2为复合母粒cam-6025组分在范围外的高量对比例，对比例3为复合母粒 cam-6025组分在范围外的低量对比例，对比例4为氧化聚乙烯蜡的单一空白对照试验，对比例5为mca的单一空白对照试验，对比例6为mca 组分在范围外的低高量对比例，对比例7为溴系阻燃剂组分在范围外的低量对比例，对比例8为溴系阻燃剂组分在范围外的高量对比例，对比例9 为阻燃协效剂组分在范围外的高量对比例，对比例10为玻璃纤维的单一空白对照试验，以上对比例的对照基础为实施例4。
[0054]
基于表3中脱模性能、阻燃性能、力学性能和灼热丝性能的测试数据说明，通过实施例1～12制备得到的易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，其在脱模性、缺口冲击强度和阻燃性均能满足条件的前提下，灼热丝测试时gwit温度可达到960℃/2.0mm，相比于对比例具有明显优势，可有效满足客户与市场高标准需求。
[0055]
综上，本发明公开了一种易脱模和高灼热丝性能的溴系阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)组合物及其制备方法和应用。所述pet组合物包括以下组分：pet树脂100重量份，溴系阻燃剂25-35重量份，阻燃协效剂0.5-1.2重量份，氰尿酸三聚氰胺(mca)5-10重量份，复合母粒3-6重量份，玻璃纤维30-80重量份，氧化聚乙烯蜡1-3重量份。所述pet树脂的特性粘度为0.52-0.85。所述复合母粒以聚乙烯为载体，成份包括成核剂和结晶促进剂。本发明技术方案的关键是通过合理的搭配溴系阻燃剂、阻燃协效剂、mca以及复合母粒，得到
了具有良好脱模性以及灼热丝性能的溴系阻燃增强pet产品。通过复合母粒的添加可以改善pet材料结晶速度慢的缺陷，在配合成核剂作为润滑剂的情况下，极大程度地改善了材料的脱模性。通过控制阻燃剂、协效阻燃剂以及mca的添加量，在满足阻燃v-0的情况下，大大提高了材料的灼热丝性能。在能够达到v-0阻燃等级的同时，缺口冲击强度最高可达7.5kj/m2，灼热丝gwit最高可达960℃ /2.0mm，可广泛应用于家电产品。
[0056]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。