本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種pbt組合物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、激光標(biāo)記技術(shù)一般是通過(guò)紅外激光或者紫外激光在材料表面進(jìn)行標(biāo)記，在電子電器塑料行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，尤其是一些小型、薄型化的pbt塑料制品例如繼電器外殼等產(chǎn)品，除了要求制品材料可以實(shí)現(xiàn)激光打標(biāo)外，阻燃性、力學(xué)性以及環(huán)保性均有較高要求。

2、相比于紅外激光標(biāo)記技術(shù)，紫外激光標(biāo)記又稱冷加工激光打標(biāo)，其工作原理是通過(guò)高能紫外光破壞打標(biāo)材料中的化學(xué)鍵，在非熱、非燒蝕過(guò)程下直接冷加工實(shí)現(xiàn)圖文或圖形標(biāo)記，不會(huì)造成材料燒焦的問(wèn)題。然而，相比于紅外激光標(biāo)記，紫外激光標(biāo)記的清晰度受材料本身的材質(zhì)影響大，難以在兼顧現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)的情況下專門提升材料的紫外激光標(biāo)記效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供了一種pbt組合物，該產(chǎn)品通過(guò)在產(chǎn)品中引入高熔點(diǎn)磷酸酯和季戊四醇磷酸酯作為阻燃和加工協(xié)效成分，同時(shí)引入紫外激光打標(biāo)助劑，使得產(chǎn)品可以在薄型化下實(shí)現(xiàn)高阻燃性、高力學(xué)性，同時(shí)紫外激光打標(biāo)清晰度高。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種pbt組合物，包括以下重量份的組分：

4、pbt樹脂40～60份、無(wú)鹵阻燃劑8～16份、高熔點(diǎn)磷酸酯3～7份、玻璃纖維20～35份、增韌劑2～4份、潤(rùn)滑劑0.5～1.5份、紫外激光打標(biāo)助劑0.5～2份；

5、所述高熔點(diǎn)磷酸酯的熔點(diǎn)≥90℃；

6、所述紫外激光打標(biāo)助劑包括鈦酸鉀晶須和炭黑；

7、所述潤(rùn)滑劑為季戊四醇磷酸酯。

8、紫外激光打標(biāo)的作用原理和現(xiàn)有更為常見的紅外激光打標(biāo)并不相同，其主要的打標(biāo)原理為通過(guò)高能紫外光破壞材料內(nèi)部的化學(xué)鍵，從而實(shí)現(xiàn)冷剝離，雖然可以避免產(chǎn)品損傷并且操作更加簡(jiǎn)單，但打標(biāo)的效果決定因素眾多，與產(chǎn)品本身的材質(zhì)相關(guān)，產(chǎn)品內(nèi)部需要引入可充分吸收高能紫外光并轉(zhuǎn)移至基體樹脂上實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵破壞的組分，而該組分的引入有可能會(huì)削弱產(chǎn)品本身的使用性能，尤其是一些具有薄型化需求的產(chǎn)品，若組分設(shè)置不當(dāng)，產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的基礎(chǔ)力學(xué)性能和指標(biāo)性能(如阻燃性)。本發(fā)明所述pbt組合物中，引入鈦酸鉀晶須和炭黑復(fù)配形成的紫外激光打標(biāo)助劑作為基體樹脂的搭配組分，該助劑可以有效吸收紫外光334nm上的能量并使其破壞產(chǎn)品表面的化學(xué)鍵，從而顯現(xiàn)出清晰的打標(biāo)標(biāo)記，同時(shí)，助劑中的鈦酸鉀晶須為纖維狀填料，可以有效與產(chǎn)品中的玻璃纖維相互復(fù)配形成三維骨架，炭黑則作為填充成分緊密填充在骨架內(nèi)部，最終實(shí)現(xiàn)高連接緊密性，并且材料間的白度控制在合適范圍，在實(shí)現(xiàn)紫外激光打標(biāo)效果清晰的同時(shí)保障較好的力學(xué)性能；另一方面，在薄型化設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)品中的無(wú)鹵阻燃劑穩(wěn)定性和阻燃劑不足，加之引入了玻璃纖維和無(wú)機(jī)填料組成的紫外激光打標(biāo)助劑，組分的分散均勻性和相容性較低，為此，本發(fā)明產(chǎn)品進(jìn)一步引入了高熔點(diǎn)磷酸酯和季戊四醇磷酸酯分別作為阻燃協(xié)效劑和分散潤(rùn)滑劑，前者基于其高熔點(diǎn)和磷氧雙鍵的特性，可以提升產(chǎn)品體系中無(wú)鹵阻燃劑的阻燃效果，而后者與前者具有高相容性，并且在遇熱反應(yīng)時(shí)也能迅速脫水成炭，釋放惰性氣體，對(duì)阻燃性能也具有協(xié)同提升的作用，同時(shí)該組分可以起到內(nèi)潤(rùn)滑和增容的作用，提升整體組分的加工流動(dòng)性，組分中的助劑、玻纖以及阻燃成分分散均勻性提升，最終使得產(chǎn)品可以在較薄尺寸下實(shí)現(xiàn)高阻燃性，高力學(xué)性能以及清晰的紫外激光打標(biāo)效果。

9、優(yōu)選地，所述pbt樹脂的重量份數(shù)為44～52份；

10、更優(yōu)選地，所述pbt組合物中，pbt樹脂的質(zhì)量含量之和≥40wt％。

11、優(yōu)選地，所述pbt組合物中，無(wú)鹵阻燃劑的重量份數(shù)為8份、10份、12份、14份、16份中的一者或任意兩者的范圍值，玻璃纖維的重量份數(shù)為20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份中的一者或任意兩者的范圍值，增韌劑的重量份數(shù)為2份、2.5份、3份、3.5份、4份中的一者或任意兩者的范圍值。

12、優(yōu)選地，所述pbt組合物中，高熔點(diǎn)磷酸酯的重量份數(shù)為3份、4份、4.5份、5份、6份、7份中的一者或任意兩者的范圍值，更優(yōu)選為4～6份。

13、優(yōu)選地，所述pbt組合物中，紫外激光打標(biāo)助劑的重量份數(shù)為0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份中的一者或任意兩者的范圍值。

14、優(yōu)選地，所述pbt組合物中，潤(rùn)滑劑的重量份數(shù)為0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份，更優(yōu)選為0.8～1.2份。

15、優(yōu)選地，所述pbt樹脂在25℃下的特性粘度為0.7～0.9dl/g。

16、優(yōu)選地，所述無(wú)鹵阻燃劑為次磷酸鹽阻燃劑。

17、更優(yōu)選地，所述次磷酸鹽阻燃劑包括二乙基次磷酸鋁、苯基次磷酸鋁、次磷酸鋁、次磷酸鎂中的至少一種。

18、優(yōu)選地，所述高熔點(diǎn)磷酸酯為1，3-亞苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯、對(duì)苯二酚雙(二苯基磷酸酯)中的至少一種，熔點(diǎn)為90～100℃。

19、本發(fā)明所述高熔點(diǎn)磷酸酯可以有效提升無(wú)鹵阻燃劑在產(chǎn)品體系中的阻燃效果，同時(shí)還能聯(lián)合季戊四醇磷酸酯發(fā)揮改善加工效果，提升產(chǎn)品在加工過(guò)程中的組分均勻性。

20、優(yōu)選地，所述玻璃纖維的平均直徑為8～12μm。

21、優(yōu)選地，所述玻璃纖維的平均長(zhǎng)度為2～10mm。

22、優(yōu)選地，所述鈦酸鉀晶須的平均直徑為0.1～0.8μm，平均長(zhǎng)度為5～25μm；

23、更優(yōu)選地，所述鈦酸鉀晶須的平均直徑為0.3～0.6μm，平均長(zhǎng)度為10～20μm；

24、鈦酸鉀晶須和炭黑在進(jìn)行復(fù)配時(shí)，其本身尺寸的大小也會(huì)對(duì)組分的分散效果造成影響，進(jìn)而影響到兩者在紫外光能量吸收的效率和均勻性，經(jīng)優(yōu)選，當(dāng)鈦酸鉀晶須的平均直徑和平均長(zhǎng)度在上述范圍內(nèi)時(shí)，其與炭黑的復(fù)配效果更優(yōu)，產(chǎn)品的綜合效果更好。

25、所述鈦酸鉀晶須的平均直徑和平均長(zhǎng)度可以采用光學(xué)顯微鏡二次元法進(jìn)行確認(rèn)，采集至少100根鈦酸鉀晶須通過(guò)測(cè)量軟件確定直徑和長(zhǎng)度，最終統(tǒng)計(jì)平均值。

26、優(yōu)選地，所述炭黑的平均粒徑為15～60nm。

27、更優(yōu)選地，所述炭黑的平均粒徑為20～45nm。

28、更優(yōu)選地，所述炭黑為爐法炭黑。

29、與鈦酸鉀晶須類似，炭黑的顆粒尺寸也會(huì)對(duì)其在組分中的分散性有一定影響，當(dāng)優(yōu)選上述尺寸范圍下的炭黑與鈦酸鉀晶須進(jìn)行復(fù)配時(shí)，產(chǎn)品的綜合性能更優(yōu)。所述炭黑的平均粒徑可以采用激光粒度儀進(jìn)行確認(rèn)，最終統(tǒng)計(jì)顆粒的粒徑dv50即為炭黑的平均粒徑。

30、優(yōu)選地，所述鈦酸鉀晶須與炭黑的質(zhì)量之比為(350～450)：1。

31、優(yōu)選地，所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物中的至少一種。

32、優(yōu)選地，所述pbt組合物的組分還包括0.5～1.5份抗氧劑。

33、更優(yōu)選地，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，更優(yōu)選為β(3，5二叔丁基—4—羥基苯基)丙酸十八醇酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮中的至少一種。

34、更優(yōu)選地，所述pbt組合物的組分還可以包括但不限于抗靜電劑、光穩(wěn)定劑、耐溶劑等，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的加工或?qū)嶋H使用產(chǎn)品的需求，可以在不影響產(chǎn)品預(yù)期性能的情況下，加入其他種類的功能助劑，例如上述助劑可以在不影響產(chǎn)品的阻燃性、力學(xué)性能以及紫外激光打標(biāo)性能的情況下提升產(chǎn)品的抗靜電能力、抗光老化能力和耐溶劑性，也即本發(fā)明技術(shù)方案對(duì)于pbt組合物的組分說(shuō)明并非是對(duì)其種類的限制。

35、本發(fā)明的另一目的還在于提供所述pbt組合物的制備方法，包括以下步驟：

36、將各組分加入至螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，即得所述pbt組合物。

37、優(yōu)選地，所述螺桿擠出機(jī)的溫區(qū)設(shè)置為一區(qū)200～230℃、二區(qū)240～260℃，三區(qū)235～255℃，四區(qū)235～255℃，五區(qū)235～255℃，六區(qū)240～260℃，七區(qū)240～260℃，八區(qū)220～240℃，九區(qū)220～240℃，十區(qū)240～260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200～450rpm。

38、優(yōu)選地，所述pbt組合物的制備方法中，紫外激光打標(biāo)助劑以母粒形式引入；

39、更優(yōu)選地，所述母粒的制備方法為：將紫外激光助劑和部分pbt樹脂混合，熔融擠出造粒。

40、本發(fā)明所述pbt組合物的制備流程簡(jiǎn)單，對(duì)于紫外激光助劑的引入方式多樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求以母?；蚍悄噶５男问街苽洚a(chǎn)品，并無(wú)硬性要求。

41、本發(fā)明的另一目的在于提供所述pbt組合物在制備電子電器零部件中的應(yīng)用。

42、優(yōu)選地，所述電子電氣零部件包括繼電器外殼、電容器外殼、低壓電器、插頭連接器中的至少一種。

43、本發(fā)明所述pbt組合物基于紫外激光打標(biāo)助劑的引入以及兩種磷酸酯類助劑的復(fù)配，可以設(shè)計(jì)輕薄化(0.4mm)的情況下實(shí)現(xiàn)高阻燃性，同時(shí)紫外激光打標(biāo)效果好，圖案清晰度高，并且可以保持較好的力學(xué)性能，非常適配于在輕薄尺寸下要求阻燃、使用以及打標(biāo)效果的電子電器零部件的制備當(dāng)中；所述產(chǎn)品為無(wú)鹵阻燃體系，環(huán)保性高。

44、本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供了一種pbt組合物，該產(chǎn)品通過(guò)在產(chǎn)品中引入高熔點(diǎn)磷酸酯和季戊四醇磷酸酯作為阻燃和加工協(xié)效成分，同時(shí)引入紫外激光打標(biāo)助劑，使得產(chǎn)品可以在薄型化下實(shí)現(xiàn)高阻燃性、高力學(xué)性，同時(shí)紫外激光打標(biāo)清晰度高。