本技術(shù)涉及阻燃增強(qiáng)pbt材料的，尤其是涉及一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、pbt（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）是一種具有優(yōu)異性能而廣泛應(yīng)用的熱塑性工程塑料。pbt具有良好的耐熱、阻燃、電絕緣等綜合性能及良好的加工性能，廣泛用于電器、汽車、飛機(jī)制造、通訊、家電、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，有通過添加鹵素阻燃劑，以提高pbt材料的高灼熱絲起燃溫度。但含有鹵素阻燃劑的固體廢棄物在焚燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和人類會(huì)造成持久性的危害。而無(wú)鹵阻燃劑一般與pbt基體的相容性較差，導(dǎo)致pbt材料的力學(xué)性能和加工性能降低。因此，開發(fā)一種具有高灼熱絲起燃溫度、力學(xué)性能良好的pbt材料仍面臨非常大的挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了同時(shí)提高pbt材料的高灼熱絲起燃溫度和拉伸強(qiáng)度，本技術(shù)提供一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料及其制備方法。
2、第一方面，本技術(shù)提供一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料，采用如下技術(shù)方案：
3、一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料，其包括如下重量百分含量的原料：玻璃纖維10-35%、微膠囊化阻燃劑7-13%、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯1-3%、三(二氯異丙基)磷酸酯1-3%、增韌劑3-7%、硅系協(xié)同劑3.5-4.5%、潤(rùn)滑劑0.5-1.5%，余量為pbt樹脂；
4、所述微膠囊化阻燃劑通過納米無(wú)機(jī)阻燃劑包覆有機(jī)殼層制得，所述納米無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂和硼酸鋅的混合物，氫氧化鎂與硼酸鋅的質(zhì)量比為（2-4）：1。
5、通過采用上述技術(shù)方案，氫氧化鎂高溫可分解生成氧化鎂，氧化鎂能夠在材料表面形成多孔但致密的炭層，隔絕熱傳導(dǎo)和氧氣滲透，起到阻燃效果，其覆蓋性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效抑制炭化過程揮發(fā)性產(chǎn)物的釋放，減少煙霧，并且氫氧化鎂分解吸熱，可以延緩材料熱降解和燃燒，分解生成的水蒸氣稀釋可燃?xì)怏w，加強(qiáng)阻燃效果；而硼酸鋅能夠在高溫下脫水，具有吸熱、發(fā)泡的作用，形成玻璃態(tài)無(wú)機(jī)膨脹層，其與氫氧化鎂相互協(xié)同，使形成的阻隔層致密而完全；并且本技術(shù)通過對(duì)氫氧化鎂和硼酸鋅進(jìn)行有機(jī)微膠囊化，一方面提高了其穩(wěn)定性，另一方面，大幅度提高了無(wú)機(jī)阻燃劑與pbt基體的相容性，大幅度降低了兩者之間的界面張力，提高了無(wú)機(jī)阻燃劑與pbt基體的結(jié)合力，使無(wú)機(jī)阻燃劑的粒徑在納米級(jí)時(shí)也能夠分散均勻，多方面作用下，本技術(shù)通過制備微膠囊化阻燃劑，大大降低了含鹵阻燃劑的用量，并且大大提高了增強(qiáng)pbt材料的灼熱絲起燃溫度和力學(xué)性能。
6、作為優(yōu)選：所述微膠囊化阻燃劑的制備方法如下：
7、s1、在水中加入1.5-2.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌至溶解，然后加入160-200重量份的阻燃劑，攪拌分散；
8、s2、然后加入20-30重量份的三聚氰胺，邊攪拌邊升溫至70-78℃，然后調(diào)節(jié)ph至8-9，加入130-170重量份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40%的甲醛溶液，加入期間保持ph不變，添加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)30-60min后，調(diào)節(jié)ph至5-6，繼續(xù)反應(yīng)20-40min，過濾，洗滌，烘干，制得微膠囊化阻燃劑。
9、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)中微膠囊化的制備方法簡(jiǎn)單易操作，可大量制備，與現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)聚合物改性相比，可以節(jié)約大量成本，并且有機(jī)聚合物改性一般大量制備比較困難，并且其負(fù)載量更難把控；與硅烷偶聯(lián)劑改性相比，本技術(shù)微膠囊化的改性效果更優(yōu)。
10、作為優(yōu)選：所述s2中調(diào)節(jié)ph至8-9時(shí)通過異丙醇胺、n-甲基乙醇胺、三乙醇胺中的一種或多種的水溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。
11、通過采用上述技術(shù)方案，采用弱堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以減少氫氧化鎂的溶解。
12、作為優(yōu)選：所述s2中調(diào)節(jié)ph至5-6時(shí)，通過甲基丙烯酸、丙烯酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、酒石酸中的一種或多種的水溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。
13、通過采用上述技術(shù)方案，采用弱酸，可以減少氫氧化鎂的溶解。
14、作為優(yōu)選：所述氫氧化鎂和所述硼酸鋅的平均粒徑為50-200nm。
15、通過采用上述技術(shù)方案，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，隨著粒徑的逐漸降低，其阻燃效果越好，但其粒徑下降到50nm以下時(shí)，其微膠囊化不完全，反而阻燃效果有所下降，因此其粒徑在50-200nm時(shí)為較優(yōu)粒徑。
16、作為優(yōu)選：所述增強(qiáng)pbt材料還包括重量百分含量為1-3%的納米海泡石。
17、通過采用上述技術(shù)方案，添加納米海泡石，納米海泡石為層狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，有利于pbt基體進(jìn)入層間，從而改善海泡石與pbt基體的相容性，并且體系中含有硅烷偶聯(lián)劑也能夠降低兩者之間的表面張力；高溫環(huán)境下，納米海泡石能夠促進(jìn)炭層形成，并且其能夠填充到氫氧化鎂和硼酸鋅形成的阻隔層中，提高阻隔層的致密性；并且海泡石的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠有效限制聚合物分子鏈的流動(dòng)，進(jìn)一步阻止燃燒蔓延，減少火焰滴落物形成，還能夠提高材料的韌性；更重要的是，納米海泡石能夠吸收氫氧化鎂和硼酸鋅在高溫下生成的水，海泡石遇水質(zhì)地變軟，從而可以有效提高阻隔層的延展性，提高炭層的覆蓋率，從而進(jìn)一步提高增強(qiáng)pbt材料的灼熱絲起燃溫度。
18、作為優(yōu)選：所述pbt樹脂為25℃下，特性粘度分別為0.75?dl/g、0.98dl/g和1.25dl/g按照質(zhì)量比為1:（3-5）:1的比例混合的混合物。
19、通過采用上述技術(shù)方案，多粘度pbt樹脂復(fù)配，低粘度的pbt（0.75?dl/g）能夠改善熔融流動(dòng)性，高粘度的pbt（1.25?dl/g）能夠提升結(jié)晶度和最終強(qiáng)度；中等粘度的pbt（0.98dl/g）作為主體，平衡加工性與力學(xué)性能；多級(jí)粘度共混還能夠降低材料各向異性，減少翹曲變形。
20、第二方面，本技術(shù)提供一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料的制備方法，采用如下技術(shù)方案：
21、一種高灼熱絲起燃溫度阻燃增強(qiáng)pbt材料的制備方法，其包括如下步驟：
22、s1、將pbt樹脂和增韌劑混合均勻，制得混合物a；
23、s2、將除玻璃纖維以外的剩余原料攪拌混合，制得混合物b；
24、s3、將混合物a、混合物b和玻璃纖維移至雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，制得增強(qiáng)pbt材料。
25、通過采用上述技術(shù)方案，玻璃纖維最后加入可以減少高溫停留時(shí)間，放置纖維長(zhǎng)度損失，保留長(zhǎng)纖維的增強(qiáng)效果。
26、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：
27、1、本技術(shù)通過對(duì)氫氧化鎂和硼酸鋅進(jìn)行有機(jī)微膠囊化，一方面提高了其穩(wěn)定性，另一方面，大幅度提高了無(wú)機(jī)阻燃劑與pbt基體的相容性，大幅度降低了兩者之間的界面張力，提高了無(wú)機(jī)阻燃劑與pbt基體的結(jié)合力，使無(wú)機(jī)阻燃劑的粒徑在納米級(jí)時(shí)也能夠分散均勻，多方面作用下，本技術(shù)通過制備微膠囊化阻燃劑，大大降低了含鹵阻燃劑的用量，并且大大提高了增強(qiáng)pbt材料的灼熱絲起燃溫度和力學(xué)性能。
28、2、本技術(shù)制備的增強(qiáng)pbt材料拉伸強(qiáng)度均在129-147mpa之間，gwit均在840-878℃之間，同時(shí)t1%均在375-407℃之間，阻燃性能均能達(dá)到v-0以上；說明本技術(shù)制備的增強(qiáng)pbt材料同時(shí)具備優(yōu)異的力學(xué)性能和高灼熱絲起燃溫度。