阻燃玻纤增强pb的研究与应用

阻燃玻纤增强pb的研究与应用

1基于小农村湿环境的热变形温度可选用纤维素增强或无机填充改性苯二甲酸二醇酯是英文名称的两聚苯二醇酯（简称pdt）。其生产技术路线可分为直接酯化法和直接酯交换法。产品为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性的饱和聚酯。具有高耐热性、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,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,热变形温度也大幅度提高。可以在140℃下长期工作。江阴某公司对PBT改性研究已经长达十多年,公司面对市场需求,技术人员和工艺人员做了大量的研究工作,配方设计和生产工艺相对成熟,主要的产品有阻燃型、玻纤增强型、阻燃玻纤增强型、共混合金品级等,阻燃玻纤增强型占80%以上,市场对阻燃玻纤增强PBT的需求占改性PBT的70%以上,它的应用范围最广,因此对阻燃玻纤增强PBT也成为国内外研究的重点。2ptl燃烧增强法的改进方法2.1pbt的改性聚对苯二甲酸丁二醇酯是通用的工程塑料。PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强阻燃改性牌号占PBT的70%以上。某种型号阻燃增强PBT的配方如表1。2.2保证使用的安全性众所周知,大部分高分子材料都是易燃材料,而PBT主要用在电器、汽车、车辆等行业中,因此,有必要进行阻燃化改性,使之成为难燃材料,保证使用的安全性。从阻燃剂成分不同可分为含卤、含氮、含磷、无机阻燃剂,该企业采用卤-锑系阻燃剂(十溴二苯醚-三氧化二锑)。卤-锑系体系是以含卤有机化合物为主要成分,Sb2O3为协同效剂的复合阻燃体系。这类阻燃剂的阻燃作用主要是气相阻燃(即抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基,而发挥阻燃作用),也兼具一定的凝聚相阻燃(即在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体的作用)作用。2.3x-n-si3化学结构在PBT-RG25KB5050WT中该公司采用硅烷作为偶联剂,有机官能硅烷是最知名的偶联剂,它们的功效是基于其特殊的化学结构X-(CH2)n-Si(OR)3,X代表有机官能团(如氨基乙烯基环氧基甲基丙烯酰基等),是能与聚合物基材结合的官能团。在进行玻璃纤维表面处理时,硅烷偶联剂分子中X部分首先在水中水解形成反应性活泼的多羟基硅醇,然后与填料表面的羟基缩合而牢固结合;而偶联剂的另一端,即有机疏水基R-,或与树脂高分子长链缠结,或发生化学反应。2.4采用化学和物理方法PBT的改性主要从两个方面着手:一是采用化学改性,即通过共聚、接枝、嵌段、交联或降解等化学方法,使其具有更好的性能和新的功能;二是采用物理改性方法,即通过采用无机材料填充和增强、与其他树脂共混及加入各种助剂等方法来提高和改进PBT的综合性能,物理改性对开发不同性能的品种是极为有效的。该公司在阻燃增强PBT中采用共混和填充改性两种方法进行改性。2.4.1复合材料的性能填充剂有很多,综合各种因素,该公司采用碳酸钙和玻璃纤维。碳酸钙为惰性填料,价格低廉,所以能降低所填充聚合物的价格,且对材料的各种性能影响较小。因其具有良好的分散性,可以大量使用,因而能赋予热塑性材料许多优点,例如,可略微增强弹性模量和冲击强度,降低收缩性,具有良好的色泽和优异的表面粗造度等。玻璃纤维能改善材料的刚性拉伸强度HDT、抗蠕变性、冲击强度等,特别是赋予材料极好的尺寸稳定性和低的CLTE(这些正是改性PBT所需解决的)。2.4.2pbt共混改性研究PBT是结晶型热塑性工程塑料,具有多方面的优异性能,其耐老化性优于其他通用工程塑料,熔融流动性好,耐候性能优良。但PBT缺口敏感性大而限制了它的用途,因而一般与其他树脂共混使用,为此,国内外学者广泛开展对PBT共混改性的研究,目前研究较多的是:PBT/PC、PBT/PET、PBT/PA和PBT/弹性体等共混。该公司采用PBT/PET等共混,对PBT共混改性不仅可保持PBT树脂固有优点,改善其性能,并降低材料的成本。3提高ptl生产工艺3.1通过抗炭疽酸酯的生产流程生产流程如图1。3.1.1材料的混合3.1.1.混合设备预混本公司采用的高速混合机是使用极为广泛的塑料混合设备,可用于混色、制取母料、配料及共混材料的预混。普通高速混合机由混合室(又称混合锅)、叶轮、折流板、回转盖、排料装置等组成。3.1.1.pbt的干燥PBT对水非常敏感,在高温容易分解,因而影响PBT的各种性能,为此,在混合之前必须对PBT进行干燥。本公司选用的是除湿干燥器,属于直接式干燥,也叫绝热干燥或对流干燥,它是通过热气流与产品直接接触而传递热量,气体提供显热用于蒸发物料中的湿分。3.1.1.清理下料口混料工艺流程如图2:结块是混料阶段最容易出现的问题结块的后果,堵住下料口,在挤出阶段容产生返料,为此混料的时候一定要按照混料工艺严格执行,不定时的清理下料口。3.1.2设备的工作过程挤出生产线根据挤出机的种类分单螺杆挤出生产线和双螺杆挤出生产线。该公司的挤出机是同向双螺杆的,双螺杆挤出生产线由主机、机头和辅机三大部分组成。主机就是通常说的双螺杆挤出机,物料由它实现混合,熔融和输送的过程;机头使混炼过的物料挤出成型;辅机主要实现冷却定型和造粒的过程。挤出工艺参数如表2,计量称工艺参数如表3。当调速器出现故障,显示屏上有故障信息,不能随意复位,应找保全查明原因。设备运转的时候特别要注意油压和冷却水回路的开通。但油压低于0.1MPa时,要立即通知保全检查处理;开机后要确定冷却水出水管有水流出。否则传动会过热毁坏。操作注意事项:(1)控制对象是机筒,因此热电偶的位置必须在该控制温区的筒体里且有良好稳定的接触点。(2)一个温区只有一个热电偶,控制的范围根据工艺而定,可以一个筒体,也可以两个筒体,但控制准确度会随筒体增多而降低。(3)机头没有冷却回路,当温度偏高,除了考虑固态续电器击穿外,还要考虑其他温区的温度包括工艺设定的合理性。(4)装卸机头时,应把机头温度设定在常温下,并关闭机头电源开关。(5)在停机前,先停止玻纤的喂料,然后立即用PS洗机,直到洗到没有PBT为止,便于清机。停机的顺序和开机相反。3.2侧喂料口玻纤检测检测玻纤的含量,是根据玻纤不燃的特性进行的,取一定的样品进行燃烧,称量没燃烧的物质,算出没燃物质的百分比,即为玻纤含量,根据检测的数据再调节加入侧喂料口玻纤的根数。3.3ptl性能的抗阻剂在生产过程中,每两个小时检测一次熔融指数,每四个小时检测一次热力学性能。阻燃增强PBT热力学性能参数如表4。4在生产过程中加强ptl的问题和解决方法4.1玻纤剪切过碎原因玻纤不熔的可能情况:(1)玻纤口前段温度过高,使物料在玻纤口基本都熔,导致熔体黏度变低,摩擦力不够。解决的办法是降低玻纤口前的温度。(2)由于螺筒磨损过大,玻纤口后面剪切力不够,解决的方法都是一样的,降低玻纤口后面的温度,但不可降低过大以免玻纤剪切过碎,性能降低。玻纤过碎与之相反。影响玻纤剪切的条件:(1)物料在玻纤口必须熔化了以上否则将因玻纤与物料之间严重的摩擦使玻纤被剪切的过碎;(2)玻纤处温度不能过低,必须在所生产的物料的熔点以上,否则将因料过冷,摩擦过大使玻纤剪切过碎。一般工艺上已经考虑到这问题,生产时需要注意是保证温度波动不大即可。4.2玻璃纤维口提取物玻纤口前段输送能力小,原因可能是温度过低或混料不均。玻纤口后面剪切过强。解决的方法是降低喂料。4.3热压开关不能控制(1)可能由于混料不均,应加强混料的质量。(2)可能由于机头温度过高,解决方法,关闭机头加热开关。(3)可能由于切粒机的转速过低过快或转速不稳定,解决的方法调节切粒机的转速。4.4早期制作的碳化玻纤引起这个问题的因素主要有如下五个:(1)转产次序。一般生产完阻燃产品或深色产品后生产浅色单增强PBT时容易黑点超标。方法是一:尽量避免出现这种情况。二:在此情况出现时加强清机。(2)清机效果。生产完阻燃产品(特别是含溴类阻燃剂的产品)转单增强浅色PBT时一般必须A级清机换螺杆。若清机不干净,螺筒内残留阻燃剂过多,容易黑点超标,且其影响时间长。(3)原材料水分含量。与尼龙相似,PBT也是对水敏感的产品,遇容易水解炭化产生黑点。所以烘干料以及玻纤必须注意防水,混料以及分料时也要注意不可混料分料过多,在雨天阴天,PBT、PET烘干料露空放置1小时以上是很危险的。(4)工艺控制。主要是温度的控制,特别是剪切处温度,若过高则很容易分解炭化产生黑点。(5)其他。注意不能堵摸头边上的摸孔。黑点超标及黄线条的现象,与螺杆组合关系很大,目前部分螺杆生产时为了保证玻纤不会过碎,保证成品性能,把玻纤口的剪切降低得很弱,常常出现玻纤剪切不断即玻纤不熔的现象长玻纤在滤板集结,时间长后此处降解炭化。在螺杆组合得到改进之前,为避免或缓减这种情况,目前采取的办法是降低滤板前后的温度,机头温度一般降低到200或210度,而滤板处温度降低到170或190度。为避免PBT生产中性能不稳定的情况,首先应保证玻纤口前温度处于260-270度,以使熔体得到充分熔融,玻纤口前区域一般为第一及第二区,实际证明在PBT白料生产中第一第二区温度对产品黑点及黄线条影响很小,而对成品生产影响很大。4.5温度对增强pbt热分解的影响在制备增强PBT的过程中,由于所用国产玻纤的分散性等性能不如进口的玻纤,导致玻纤与其他材料的混合质量下降,料条表面有浮纤,且铸带头处有玻纤析出,致使制品性能下降。为解决该现象,在不改变其他工艺参数的前提下,将螺杆转速提高,虽然此时增强PBT的表观与内在性能基本达到要求,但剪切力提高,温度将急剧升高,增强PBT及某些助剂热分解的可能性加大;而PBT的熔点为220～225℃,加工温度范围为250～265℃。因此制品出现泛