阻燃玻纖增強pb的研究與應(yīng)用

阻燃玻纖增強pb的研究與應(yīng)用

1基于小農(nóng)村濕環(huán)境的熱變形溫度可選用纖維素增強或無機填充改性苯二甲酸二醇酯是英文名稱的兩聚苯二醇酯（簡稱pdt）。其生產(chǎn)技術(shù)路線可分為直接酯化法和直接酯交換法。產(chǎn)品為乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性的飽和聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性,自潤滑、低摩擦系數(shù),耐候性、吸水率低,僅為0.1%,在潮濕環(huán)境中仍保持各種物性(包括電性能),電絕緣性,耐熱水、堿類、酸類、油類。但易受鹵化烴侵蝕,耐水解性差,低溫下可迅速結(jié)晶,成型性良好。缺點是缺口沖擊強度低,成型收縮率大。故大部分采用玻璃纖維增強或無機填充改性,其拉伸強度、彎曲強度可提高一倍以上,熱變形溫度也大幅度提高?？梢栽?40℃下長期工作。江陰某公司對PBT改性研究已經(jīng)長達十多年,公司面對市場需求,技術(shù)人員和工藝人員做了大量的研究工作,配方設(shè)計和生產(chǎn)工藝相對成熟,主要的產(chǎn)品有阻燃型、玻纖增強型、阻燃玻纖增強型、共混合金品級等,阻燃玻纖增強型占80%以上,市場對阻燃玻纖增強PBT的需求占改性PBT的70%以上,它的應(yīng)用范圍最廣,因此對阻燃玻纖增強PBT也成為國內(nèi)外研究的重點。2ptl燃燒增強法的改進方法2.1pbt的改性聚對苯二甲酸丁二醇酯是通用的工程塑料。PBT的聚合工藝成熟、成本較低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,實際應(yīng)用要對PBT進行改性,其中,玻璃纖維增強阻燃改性牌號占PBT的70%以上。某種型號阻燃增強PBT的配方如表1。2.2保證使用的安全性眾所周知,大部分高分子材料都是易燃材料,而PBT主要用在電器、汽車、車輛等行業(yè)中,因此,有必要進行阻燃化改性,使之成為難燃材料,保證使用的安全性。從阻燃劑成分不同可分為含鹵、含氮、含磷、無機阻燃劑,該企業(yè)采用鹵-銻系阻燃劑(十溴二苯醚-三氧化二銻)。鹵-銻系體系是以含鹵有機化合物為主要成分,Sb2O3為協(xié)同效劑的復(fù)合阻燃體系。這類阻燃劑的阻燃作用主要是氣相阻燃(即抑制在燃燒反應(yīng)中起鏈增長作用的自由基,而發(fā)揮阻燃作用),也兼具一定的凝聚相阻燃(即在固相中阻止聚合物的熱分解和阻止聚合物釋放出可燃氣體的作用)作用。2.3x-n-si3化學(xué)結(jié)構(gòu)在PBT-RG25KB5050WT中該公司采用硅烷作為偶聯(lián)劑,有機官能硅烷是最知名的偶聯(lián)劑,它們的功效是基于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)X-(CH2)n-Si(OR)3,X代表有機官能團(如氨基乙烯基環(huán)氧基甲基丙烯?；?,是能與聚合物基材結(jié)合的官能團。在進行玻璃纖維表面處理時,硅烷偶聯(lián)劑分子中X部分首先在水中水解形成反應(yīng)性活潑的多羥基硅醇,然后與填料表面的羥基縮合而牢固結(jié)合;而偶聯(lián)劑的另一端,即有機疏水基R-,或與樹脂高分子長鏈纏結(jié),或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.4采用化學(xué)和物理方法PBT的改性主要從兩個方面著手:一是采用化學(xué)改性,即通過共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)或降解等化學(xué)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,即通過采用無機材料填充和增強、與其他樹脂共混及加入各種助劑等方法來提高和改進PBT的綜合性能,物理改性對開發(fā)不同性能的品種是極為有效的。該公司在阻燃增強PBT中采用共混和填充改性兩種方法進行改性。2.4.1復(fù)合材料的性能填充劑有很多,綜合各種因素,該公司采用碳酸鈣和玻璃纖維。碳酸鈣為惰性填料,價格低廉,所以能降低所填充聚合物的價格,且對材料的各種性能影響較小。因其具有良好的分散性,可以大量使用,因而能賦予熱塑性材料許多優(yōu)點,例如,可略微增強彈性模量和沖擊強度,降低收縮性,具有良好的色澤和優(yōu)異的表面粗造度等。玻璃纖維能改善材料的剛性拉伸強度HDT、抗蠕變性、沖擊強度等,特別是賦予材料極好的尺寸穩(wěn)定性和低的CLTE(這些正是改性PBT所需解決的)。2.4.2pbt共混改性研究PBT是結(jié)晶型熱塑性工程塑料,具有多方面的優(yōu)異性能,其耐老化性優(yōu)于其他通用工程塑料,熔融流動性好,耐候性能優(yōu)良。但PBT缺口敏感性大而限制了它的用途,因而一般與其他樹脂共混使用,為此,國內(nèi)外學(xué)者廣泛開展對PBT共混改性的研究,目前研究較多的是:PBT/PC、PBT/PET、PBT/PA和PBT/彈性體等共混。該公司采用PBT/PET等共混,對PBT共混改性不僅可保持PBT樹脂固有優(yōu)點,改善其性能,并降低材料的成本。3提高ptl生產(chǎn)工藝3.1通過抗炭疽酸酯的生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程如圖1。3.1.1材料的混合3.1.1.混合設(shè)備預(yù)混本公司采用的高速混合機是使用極為廣泛的塑料混合設(shè)備,可用于混色、制取母料、配料及共混材料的預(yù)混。普通高速混合機由混合室(又稱混合鍋)、葉輪、折流板、回轉(zhuǎn)蓋、排料裝置等組成。3.1.1.pbt的干燥PBT對水非常敏感,在高溫容易分解,因而影響PBT的各種性能,為此,在混合之前必須對PBT進行干燥。本公司選用的是除濕干燥器,屬于直接式干燥,也叫絕熱干燥或?qū)α鞲稍?它是通過熱氣流與產(chǎn)品直接接觸而傳遞熱量,氣體提供顯熱用于蒸發(fā)物料中的濕分。3.1.1.清理下料口混料工藝流程如圖2:結(jié)塊是混料階段最容易出現(xiàn)的問題結(jié)塊的后果,堵住下料口,在擠出階段容產(chǎn)生返料,為此混料的時候一定要按照混料工藝嚴格執(zhí)行,不定時的清理下料口。3.1.2設(shè)備的工作過程擠出生產(chǎn)線根據(jù)擠出機的種類分單螺桿擠出生產(chǎn)線和雙螺桿擠出生產(chǎn)線。該公司的擠出機是同向雙螺桿的,雙螺桿擠出生產(chǎn)線由主機、機頭和輔機三大部分組成。主機就是通常說的雙螺桿擠出機,物料由它實現(xiàn)混合,熔融和輸送的過程;機頭使混煉過的物料擠出成型;輔機主要實現(xiàn)冷卻定型和造粒的過程。擠出工藝參數(shù)如表2,計量稱工藝參數(shù)如表3。當調(diào)速器出現(xiàn)故障,顯示屏上有故障信息,不能隨意復(fù)位,應(yīng)找保全查明原因。設(shè)備運轉(zhuǎn)的時候特別要注意油壓和冷卻水回路的開通。但油壓低于0.1MPa時,要立即通知保全檢查處理;開機后要確定冷卻水出水管有水流出。否則傳動會過熱毀壞。操作注意事項:(1)控制對象是機筒,因此熱電偶的位置必須在該控制溫區(qū)的筒體里且有良好穩(wěn)定的接觸點。(2)一個溫區(qū)只有一個熱電偶,控制的范圍根據(jù)工藝而定,可以一個筒體,也可以兩個筒體,但控制準確度會隨筒體增多而降低。(3)機頭沒有冷卻回路,當溫度偏高,除了考慮固態(tài)續(xù)電器擊穿外,還要考慮其他溫區(qū)的溫度包括工藝設(shè)定的合理性。(4)裝卸機頭時,應(yīng)把機頭溫度設(shè)定在常溫下,并關(guān)閉機頭電源開關(guān)。(5)在停機前,先停止玻纖的喂料,然后立即用PS洗機,直到洗到?jīng)]有PBT為止,便于清機。停機的順序和開機相反。3.2側(cè)喂料口玻纖檢測檢測玻纖的含量,是根據(jù)玻纖不燃的特性進行的,取一定的樣品進行燃燒,稱量沒燃燒的物質(zhì),算出沒燃物質(zhì)的百分比,即為玻纖含量,根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)再調(diào)節(jié)加入側(cè)喂料口玻纖的根數(shù)。3.3ptl性能的抗阻劑在生產(chǎn)過程中,每兩個小時檢測一次熔融指數(shù),每四個小時檢測一次熱力學(xué)性能。阻燃增強PBT熱力學(xué)性能參數(shù)如表4。4在生產(chǎn)過程中加強ptl的問題和解決方法4.1玻纖剪切過碎原因玻纖不熔的可能情況:(1)玻纖口前段溫度過高,使物料在玻纖口基本都熔,導(dǎo)致熔體黏度變低,摩擦力不夠。解決的辦法是降低玻纖口前的溫度。(2)由于螺筒磨損過大,玻纖口后面剪切力不夠,解決的方法都是一樣的,降低玻纖口后面的溫度,但不可降低過大以免玻纖剪切過碎,性能降低。玻纖過碎與之相反。影響玻纖剪切的條件:(1)物料在玻纖口必須熔化了以上否則將因玻纖與物料之間嚴重的摩擦使玻纖被剪切的過碎;(2)玻纖處溫度不能過低,必須在所生產(chǎn)的物料的熔點以上,否則將因料過冷,摩擦過大使玻纖剪切過碎。一般工藝上已經(jīng)考慮到這問題,生產(chǎn)時需要注意是保證溫度波動不大即可。4.2玻璃纖維口提取物玻纖口前段輸送能力小,原因可能是溫度過低或混料不均。玻纖口后面剪切過強。解決的方法是降低喂料。4.3熱壓開關(guān)不能控制(1)可能由于混料不均,應(yīng)加強混料的質(zhì)量。(2)可能由于機頭溫度過高,解決方法,關(guān)閉機頭加熱開關(guān)。(3)可能由于切粒機的轉(zhuǎn)速過低過快或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,解決的方法調(diào)節(jié)切粒機的轉(zhuǎn)速。4.4早期制作的碳化玻纖引起這個問題的因素主要有如下五個:(1)轉(zhuǎn)產(chǎn)次序。一般生產(chǎn)完阻燃產(chǎn)品或深色產(chǎn)品后生產(chǎn)淺色單增強PBT時容易黑點超標。方法是一:盡量避免出現(xiàn)這種情況。二:在此情況出現(xiàn)時加強清機。(2)清機效果。生產(chǎn)完阻燃產(chǎn)品(特別是含溴類阻燃劑的產(chǎn)品)轉(zhuǎn)單增強淺色PBT時一般必須A級清機換螺桿。若清機不干凈,螺筒內(nèi)殘留阻燃劑過多,容易黑點超標,且其影響時間長。(3)原材料水分含量。與尼龍相似,PBT也是對水敏感的產(chǎn)品,遇容易水解炭化產(chǎn)生黑點。所以烘干料以及玻纖必須注意防水,混料以及分料時也要注意不可混料分料過多,在雨天陰天,PBT、PET烘干料露空放置1小時以上是很危險的。(4)工藝控制。主要是溫度的控制,特別是剪切處溫度,若過高則很容易分解炭化產(chǎn)生黑點。(5)其他。注意不能堵摸頭邊上的摸孔。黑點超標及黃線條的現(xiàn)象,與螺桿組合關(guān)系很大,目前部分螺桿生產(chǎn)時為了保證玻纖不會過碎,保證成品性能,把玻纖口的剪切降低得很弱,常常出現(xiàn)玻纖剪切不斷即玻纖不熔的現(xiàn)象長玻纖在濾板集結(jié),時間長后此處降解炭化。在螺桿組合得到改進之前,為避免或緩減這種情況,目前采取的辦法是降低濾板前后的溫度,機頭溫度一般降低到200或210度,而濾板處溫度降低到170或190度。為避免PBT生產(chǎn)中性能不穩(wěn)定的情況,首先應(yīng)保證玻纖口前溫度處于260-270度,以使熔體得到充分熔融,玻纖口前區(qū)域一般為第一及第二區(qū),實際證明在PBT白料生產(chǎn)中第一第二區(qū)溫度對產(chǎn)品黑點及黃線條影響很小,而對成品生產(chǎn)影響很大。4.5溫度對增強pbt熱分解的影響在制備增強PBT的過程中,由于所用國產(chǎn)玻纖的分散性等性能不如進口的玻纖,導(dǎo)致玻纖與其他材料的混合質(zhì)量下降,料條表面有浮纖,且鑄帶頭處有玻纖析出,致使制品性能下降。為解決該現(xiàn)象,在不改變其他工藝參數(shù)的前提下,將螺桿轉(zhuǎn)速提高,雖然此時增強PBT的表觀與內(nèi)在性能基本達到要求,但剪切力提高,溫度將急劇升高,增強PBT及某些助劑熱分解的可能性加大;而PBT的熔點為220～225℃,加工溫度范圍為250～265℃。因此制品出現(xiàn)泛