一种PBT复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子塑料，尤其涉及一种pbt复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是由1.4-丁二醇与对苯二甲酸缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。pbt塑料由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程塑料要求低，易加工成型，在电子电器、开关零件、家用电器及电子表外壳等领域应用广泛。

2、目前抗菌pbt的制法主要是通过添加少量抗菌剂共混复合而成，其有效成分是抗菌剂，这些抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂，因无机抗菌剂在塑料热成型过程中稳定，应用较普遍，但是大多数无机抗菌剂为重金属离子，如纳米银，对人体毒性较大，且会造成环境污染。有机类抗菌剂主要品种有香醛、乙基香草醛类化合物、季胺盐类和双胍类等，有机类抗菌剂耐温性差，长期使用有溶出、析出现象。然而，现有的改性级聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘度较高，且pbt比重较大，较难得到高填充的pbt复合材料，因此以pbt树脂制备的抗菌材料很难取得良好的抗菌效果。

3、目前抗氧化pbt的制法主要是通过添加少量抗氧化剂共混复合而成，其有效成分是抗氧化剂，这些抗氧化剂包括酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂。然而，利用现有共混复合法直接将抗氧剂添加至pbt中，易因抗氧剂与空气接触面积较大、接触时间较长致使含抗氧剂的pbt材料在短时间内消耗抗氧剂，从而导致抗氧剂在pbt复合材料中起到保护材料、提高稳定性、延长使用寿命的作用较为有限。

4、目前阻燃型pbt的制法主要是通过添加阻燃剂共混复合而成，其有效成分是阻燃剂，这些阻燃剂包括溴系阻燃剂和无卤阻燃剂。溴系阻燃剂阻燃效果好，然而其在分解过程中会释放出大量的卤化物，从而对环境和人体造成危害，与当前的环保要求相违背；无卤阻燃剂不含卤素，因此不会释放卤化物，对环境污染小，更符合当前的环保要求。然而，与溴系阻燃剂相比，无卤阻燃剂的阻燃效果可能稍逊一筹，为了达到相同的阻燃效果，无卤阻燃剂可能需要添加较大的量，且无卤阻燃剂与大部分塑料的相容性较差。如何在引入足量无卤阻燃剂的同时提高无卤阻燃剂与大部分塑料的相容性是现在急需解决的关键问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种pbt复合材料的制备方法，在融入大量无卤阻燃剂的同时，显著提升其与pbt材料之间的相容性。

2、本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

3、一种pbt复合材料的制备方法，由以下重量份数的原料经挤出造粒制备而成：65～90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5～30份改性pbt阻燃剂、3～5份抗菌剂、0.2～0.8份相容剂、1～2份多孔淀粉-抗氧剂。

4、进一步地，所述改性pbt阻燃剂的制备过程包括以下步骤：

5、

6、(1)取聚合度为5～20的pbt聚酯预聚体与甲基丙烯酸缩水甘油酯溶液、光引发剂在光照下反应16～48h，反应结束后，对反应液进行后处理得到化合物1；

7、(2)在催化剂作用下，将步骤(1)所述化合物1与二乙二醇于45～60℃反应6～12h，反应结束后，收集产物并进行洗涤、干燥，得到化合物2；

8、(3)将步骤(2)所述化合物2、磷酸与尿素于100～130℃反应6～24h，反应结束后，收集产物并进行洗涤、干燥，得到改性pbt阻燃剂。

9、进一步地，步骤(1)所述光引发剂为二苯甲酮，所述聚合度为5～20的pbt聚酯预聚体、甲基丙烯酸缩水甘油酯与光引发剂的质量比为75：(20～30)：(0.2～0.3)。

10、进一步地，步骤(2)所述催化剂为硫酸，所述化合物1、二乙二醇与硫酸的用量比为20g：(100～200)ml：(1～2)g。

11、进一步地，步骤(3)所述化合物2、磷酸与尿素的质量比为35：(20～30)：(12～18.5)；所述洗涤使用的洗涤剂为体积比为1:1的乙醇与去离子水的混合液。

12、进一步地，所述抗菌剂的制备过程包括以下步骤：取氧化海藻酸钠溶液与聚赖氨酸溶液等体积混合，再加入银离子试剂得到混合液，将混合液与cacl2溶液于4～7℃反应12～16h，反应结束后，收集产物并进行洗涤、干燥得到所述抗菌剂。

13、进一步地，所述多孔淀粉-抗氧剂由茶多酚水溶液与多孔淀粉混合反应2.5～3h后经水洗干燥制得；所述多孔淀粉与茶多酚的质量比为1：(0.1～0.3)。

14、进一步地，所述相容剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种；所述银离子试剂为硝酸银。

15、本发明的目的之二在于提供一种pbt复合材料。

16、本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

17、依据上述制备方法制备的pbt复合材料。

18、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

19、1.本发明采用化学方法将低聚pbt进行改性，使其具有阻燃性，然后将其与pbt共混制备pbt复合材料。本发明不仅解决了当前pbt复合材料只能引入有限的无卤阻燃剂的问题，也解决了当前无卤阻燃剂与pbt相容性较差的问题，优化并提升汽车零部件领域内pbt复合材料的阻燃效能，实现更为卓越的安全性能表现。

20、2.本发明将抗氧化剂使用多孔淀粉进行吸附，解决了当前抗氧化剂与空气接触面积较大、接触时间较长致使其在短时间内被消耗完全的问题，从而使抗氧剂能够更有效地起到保护材料、提高稳定性、延长材料使用寿命的作用。

技术特征：

1.一种pbt复合材料的制备方法，其特征在于，由以下重量份数的原料经挤出造粒制备而成：65～90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5～30份改性pbt阻燃剂、3～5份抗菌剂、0.2～0.8份相容剂、1～2份多孔淀粉-抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性pbt阻燃剂的制备过程包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述光引发剂为二苯甲酮，所述聚合度为5～20的pbt聚酯预聚体、甲基丙烯酸缩水甘油酯与光引发剂的质量比为75：(20～30)：(0.2～0.3)。

4.根据权利要求2所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述催化剂为硫酸，所述化合物1、二乙二醇与硫酸的用量比为20g：(100～200)ml：(1～2)g。

5.根据权利要求2所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述化合物2、磷酸与尿素的质量比为35：(20～30)：(12～18.5)；所述洗涤使用的洗涤剂为体积比为1:1的乙醇与去离子水的混合液。

6.根据权利要求1所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂的制备过程包括以下步骤：取氧化海藻酸钠溶液与聚赖氨酸溶液等体积混合，再加入银离子试剂得到混合液，将混合液与cacl2溶液于4～7℃反应12～16h，反应结束后，收集产物并进行洗涤、干燥得到所述抗菌剂。

7.根据权利要求1所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，所述多孔淀粉-抗氧剂由茶多酚水溶液与多孔淀粉混合反应2.5～3h后经水洗干燥制得；所述多孔淀粉与茶多酚的质量比为1：(0.1～0.3)。

8.根据权利要求6所述的pbt复合材料的制备方法，其特征在于，所述相容剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种；所述银离子试剂为硝酸银。

9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法制备的pbt复合材料。

技术总结
本发明属于高分子塑料技术领域，尤其涉及一种PBT复合材料及其制备方法。所述PBT复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：65～90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5～30份改性PBT阻燃剂、3～5份抗菌剂、0.2～0.8份相容剂、1～2份多孔淀粉‑抗氧剂。本发明采用化学方法将低聚PBT改性，赋予其阻燃性，然后将其与PBT共混复合，解决了当前PBT复合材料只能引入有限的无卤阻燃剂且无卤阻燃剂与PBT相容性较差的问题；将抗氧化剂使用多孔淀粉进行吸附，避免了抗氧化剂在短时间内被消耗完全，从而使抗氧剂更有效地起到保护材料、提高稳定性、延长使用寿命的作用。

技术研发人员：王晶,王明义,王凯,李登辉,牛志海,刘建平,张天荣,张文旭
受保护的技术使用者：昆山聚威工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14