本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料及其制备方法。
背景技术：
长纤维增强材料是一种增强纤维单向排布且其长度与树脂粒料长度相同的增强材料，它与常规短纤维增强材料相比，具有更加优异的机械性能，耐疲劳性能，抗蠕变性能等，特别是抗冲击性能极为优异。
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一。玄武岩纤维稳定性好，同时还具有优秀的电绝缘性，耐腐蚀，耐高温和阻燃性能好。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(英文名polybutyleneterephthalate；简称pbt)，是通过对苯二甲酸和1，4-丁二醇缩聚制成的聚酯。最重要的热塑性聚酯，五大工程塑料之一。pbt为乳白色半透明到不透明、半结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、可以在140℃下长期工作，韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数。不耐强酸、强碱，能耐有机溶剂，可燃，高温下分解。由于这些优良的性能，在汽车、机械设备、精密仪器部件、电子电器、纺织等领域得到广泛的应用，但在电子电气以及汽车中的应用，材料就需优异的阻燃性能和力学性能。pbt材料强度高，但韧性较差，在加入常规阻燃剂后，材料的冲击性能进一步下降。
中国专利cn107298832a公开了一种玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，利用改性剂对玄武岩纤维进行表面改性处理，使纤维表面粗糙度增加并形成大量活性位点和活性基团，从而增加玄武岩纤维与聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的相容性，是玄武岩纤维能与聚对苯二甲酸丁二醇酯材料进行化学键合和机械铆合，再将其与聚对苯二甲酸丁二醇酯材料复合得到性能优异的玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料。
中国专利cn108164934a公开了一种玄武岩纤维增强pbt复合材料及其用途，改材料由改性玄武岩纤维、三氧化二锑或硅氧烷/磺酸盐复合阻燃pbt树脂母粒、偶联剂和乙丙橡胶增韧剂和高目数滑石粉共同组成的原材料生产获得，用于模压制备单车部件。但是该专利是将阻燃pbt树脂母粒、偶联剂、乙丙橡胶增韧剂和高目数滑石粉共同组成的原材料直接通过双螺杆挤出机高温熔融挤出到浸渍模头，挤出机内的熔体为添加了阻燃剂和增韧剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯，最后用切粒机将拉挤出的连续玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯切成4-25mm的粒料。这种制备方法的缺陷在于：(1)生产效率低：将所有原材料通过挤出机模头(其中熔体为含有阻燃剂和增韧剂的热塑性树脂)，挤出到浸渍模具浸渍，通过牵引机和切粒机拉挤切粒，由于增韧剂的加入，导致其流动性下降，所以其生产速度相对较低；(2)工艺控制困难，产品质量无法保证：如果浸渍模头温度低，则纤维通过模头时经受的张力大，很容易折损，导致经常性生产中断；如果提高浸渍模头温度，阻燃剂要长时间经受高温，很容易降解，使产品质量无法保证；(3)使用的阻燃剂为三氧化二锑或硅氧烷/磺酸盐复合阻燃剂，该阻燃剂成本高，不利于广泛使用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料及其制备方法，以克服现有技术中玄武岩纤维增强pbt材料生产效率低、工艺控制困难、成本高等缺陷。
本发明提供一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料，所述材料是由长纤玄武岩纤维增强pbt母粒和无卤阻燃增韧母粒掺混而成；
其中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒组分按照重量百分比包括：长玄武岩纤维20％～60％，pbt树脂38％～79.6％，热稳定剂0.2％～1％，润滑剂0.2％～1％；
无卤阻燃增韧母粒组分按照重量百分比包括：pbt树脂14.6％～92％，无卤阻燃剂5％～50％，阻燃协效剂1％～20％，增韧剂0～15％，热稳定剂0.2％～1％，润滑剂0.2％～1％。
所述pbt材料中长玄武岩纤维重量百分比为5％～50％。
所述pbt母粒中pbt树脂的熔体质量流动速率为20g/10min-100g/10min。其中熔体质量流动速率测试条件为：250℃，2.16kg。
所述无卤阻燃增韧母粒中pbt树脂的熔体质量流动速率为5g/10min-100g/10min。其中熔体质量流动速率测试条件：250℃，2.16kg。
所述无卤阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐、红磷、季戊四醇磷酸酯和次磷酸盐中的至少一种。
所述阻燃协效剂为硼酸锌、二氧化钛和水滑石中的至少一种。
所述增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物中的至少一种。
所述热稳定剂均为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
所述润滑剂均为乙撑双硬脂酰胺、e蜡、硬脂酸钙、季戊四醇四硬脂酸酯中的至少一种。
本发明还提供一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将pbt树脂，热稳定剂和润滑剂加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中，然后将长玄武岩纤维在浸渍模头中浸渍后拉出，依次经过冷却，牵引和切粒，得到长纤玄武岩纤维增强pbt母粒；
(2)将pbt树脂，无卤阻燃剂，阻燃协效剂，增韧剂，热稳定剂和润滑剂加入到双螺杆挤出机中熔融并混合均匀后挤出造粒，得到无卤阻燃增韧母粒；
(3)将步骤(1)中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒和无卤阻燃增韧母粒混合均匀，得到高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料。
所述步骤(1)中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒长度为3mm～25mm。
所述步骤(3)中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒和无卤阻燃增韧母粒的比例具体根据使用需求以及玄武岩纤维含量而定。
本发明还提供一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料在汽车、家电和工具等领域的应用。
有益效果
本发明采用长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒掺混的方式，该方法制备工艺简单，生产效率高，工艺稳定好，质量可控，环境友好。
本发明所采用的原料(例如阻燃剂和阻燃协效剂)成本较低，同时因玄武岩纤维本身具备优异的阻燃性能，其阻燃剂的添加量相对传统玻璃纤维增强无卤阻燃pbt材料有所减少，进一步带来成本的降低。
本发明通过长玄武岩纤维和增韧剂复合方式进一步改善无卤阻燃pbt材料的韧性，相对短玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料，在大幅提升材料韧性的同时，也提升了材料的其他力学强度，拓宽了pbt材料的应用领域和场景。
本发明pbt材料不仅具有良好的阻燃性能，而且具有较好的冲击性能和高强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明实施例和对比例涉及的原料来源如下，但不限于下列原料：
pbtgx112、gx121：来自仪征化纤；
pbt1084、1100a：来自南通星辰；
长玄武岩纤维：来自四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司：bc13-68×1×2-s68；
无卤阻燃剂：来自克莱恩：op1230(次磷酸盐)、budemheim：budit3141(三聚氰胺聚磷酸盐)；桐城信得fr9950kf(红磷)，广州喜嘉pepa(季戊四醇磷酸酯)；
阻燃协效剂：来自力拓、山东泰星ht-207(硼酸锌)；日本户田naox-33(水滑石)，杭州万景新材料vk-t03(二氧化钛)；
增韧剂：来自杜邦：elvaloyptw(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)；dupontelvaloyac1125(乙烯和丙烯酸甲酯共聚物)；
热稳定剂：来自利安隆:rianox412s(季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯))、山东三丰化工：sonox1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，sonox168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)等；
润滑剂：德国科宁loxiolp861/3.5，意大利发基pets-ap，美国龙沙glycolube-p(季戊四醇四硬脂酸酯)，印尼ebsb50(乙撑双硬脂酰胺)。
实施例1
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备：
将49％的pbt1084、0.5％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.5％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃，模具温度为250℃)，然后将长玄武岩纤维拉过浸渍模头，然后依次经过冷却，牵引和切粒，制备长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒(纤维和颗粒等长，为11mm)，其中长玄武岩纤维的质量为50％。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将56.5％的pbt1100a与20％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐budit3141与季戊四醇磷酸酯按照重量比1:1复配)、15％阻燃协效剂(硼酸锌与二氧化钛按重量比1:1复配)，0.5％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.5％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和7.5％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物按照重量比1:2复配)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度100～240℃，加工温度为本领域常规工艺)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比3:2混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为52％，玄武岩纤维含量为30％，无卤阻燃剂含量为8％，阻燃协效剂含量为6％，增韧剂含量为3％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例2
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备与实施例1相同。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将44％的pbt1084与30％无卤阻燃剂(次磷酸盐op1230)、20％阻燃协效剂(硼酸锌)，0.5％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.5％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和5％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度100～240℃，加工温度为本领域常规工艺)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比4:1混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为48％，玄武岩纤维含量为40％，无卤阻燃剂含量为6％，阻燃协效剂含量为4％，增韧剂含量为1％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例3
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备：
将39％的pbtgx112、0.5％热稳定剂(季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.5％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃，模具温度为250℃)，然后将长玄武岩纤维拉过浸渍模头，然后依次经过冷却，牵引和切粒，制备长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒(纤维和颗粒等长，为11mm)，其中长玄武岩纤维的质量为60％。
无卤阻燃增韧母粒的制备与实施例2相同。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比83:17混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为39.85％，玄武岩纤维含量为49.8％，无卤阻燃剂含量为5.1％，阻燃协效剂含量为3.4％，增韧剂含量为0.85％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例4
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备：
将58％的pbt1084、1％热稳定剂(季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、1％润滑剂(乙撑双硬脂酰胺)加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃，模具温度为250℃)，将长玄武岩纤维拉过浸渍模头，然后依次经过冷却，牵引和切粒，制备长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒(纤维和颗粒等长，为11mm)，其中长玄武岩纤维的质量为40％。
无卤阻燃增韧母粒的制备与实施例1相同。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比1:1混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为57.25％，玄武岩纤维含量为20％，无卤阻燃剂含量为10％，阻燃协效剂含量为7.5％，增韧剂含量为3.75％，热稳定剂含量为0.75％，润滑剂含量为0.75％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例5
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备与实施例4相同。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将55％的pbtgx121与20％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐budit3141和次磷酸盐op1230按照重量比3:2)、15％阻燃协效剂(硼酸锌和水滑石按照重量比2:1)，1％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、1％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和8％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物按照重量比1:1复配)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比1:3混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为55.75％，玄武岩纤维含量为10％，无卤阻燃剂含量为15％，阻燃协效剂含量为11.25％，热稳定剂含量为1％，润滑剂含量为1％，增韧剂含量为6％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例6
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备：
将78％的pbtgx112、1％热稳定剂(季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、1％润滑剂(乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇四硬脂酸酯按照重量比1:1复配)加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃，模具温度为250℃)，将长玄武岩纤维拉过浸渍模头，然后依次经过冷却，牵引和切粒，制备长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒(纤维和颗粒等长，为11mm)，其中长玄武岩纤维的质量为20％。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将41％的pbtgx112与30％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐budit3141和红磷按照重量比2:1)、12％阻燃协效剂(硼酸锌和二氧化钛按照重量比1:1)，1％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、1％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和15％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物按照重量比1:1复配)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度为100～240℃，加工温度为本领域常规工艺)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比1:3混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为50.25％，玄武岩纤维含量为5％，无卤阻燃剂含量为22.5％，阻燃协效剂含量为9％，增韧剂含量为11.25％，热稳定剂含量为1％，润滑剂含量为1％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例7
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备与实施例6相同。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将14.6％的pbtgx112与50％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐和红磷按照重量比2:1)、20％阻燃协效剂(硼酸锌和二氧化钛按照重量比1:1)，0.2％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.2％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和15％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物按照重量比1:1复配)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度是本领域常规工艺，加工温度为100～240℃)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比3:1混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为62.15％，玄武岩纤维含量为15％，无卤阻燃剂含量为12.5％，阻燃协效剂含量为5％，增韧剂含量为3.75％，热稳定剂含量为0.8％，润滑剂含量为0.8％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例8
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备与实施例3相同。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将92％的pbtgx112与5％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐和红磷按照重量比2:1)、1％阻燃协效剂(硼酸锌和二氧化钛按照重量比1:1)，0.5％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、0.5％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)和1％增韧剂(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物按照重量比1:1复配)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度为100～240℃，加工温度是本领域常规工艺，)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比5:1混合，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为47.77％，玄武岩纤维含量为50％，无卤阻燃剂含量为0.83％，阻燃协效剂含量为0.2％，增韧剂含量为0.2％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％，以上所述百分含量均为重量百分比。
实施例9
长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒的制备与实施例3相同。
无卤阻燃增韧母粒的制备：
将63％的pbtgx121与20％无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐budit3141和次磷酸盐op1230按照重量比3:2)、15％阻燃协效剂(硼酸锌和水滑石按照重量比2:1)，1％热稳定剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照重量比1:1复配)、1％润滑剂(季戊四醇四硬脂酸酯)混合均匀，在挤出机中熔融造粒(加工温度是本领域常规工艺，加工温度100～240℃)，得到无卤阻燃增韧母粒。
高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备：
将长玄武岩纤维增强pbt树脂母粒和无卤阻燃增韧母粒按照重量比3:2混合，，制得所需要的的高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。在最终的材料中，其中pbt含量为48.6％，玄武岩纤维含量为36％，无卤阻燃剂含量为8％，阻燃协效剂含量为6％，热稳定剂含量为0.7％，润滑剂含量为0.7％，以上所述百分含量均为重量百分比。
对比例1
将pbt含量为52％，玄武岩纤维含量为30％，无卤阻燃剂含量为8％，阻燃协效剂含量为6％，增韧剂含量为3％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％的原材料混合均匀后加入到双螺杆挤出机(加工温度为100～240℃，加工温度是本领域常规工艺)中，经双螺杆挤出机的熔融挤出和冷却后挤出造粒成30％短玄武岩纤维含量增强无卤阻燃pbt材料(纤维长度：0.1～0.6mm，颗粒长度：3mm)。以上所述百分含量均为重量百分比。各原材料与实施例1相同。
对比例2
将pbt含量为55.75％，玄武岩纤维含量为10％，无卤阻燃剂含量为15％，阻燃协效剂含量为11.25％，热稳定剂含量为1％，润滑剂含量为1％，增韧剂含量为6％的原材料混合均匀后加入到双螺杆挤出机(加工温度为100～240℃，加工温度是本领域常规工艺)中，经双螺杆挤出机的熔融挤出和冷却后造粒成10％短玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料(纤维长度：0.1～0.6mm，颗粒长度：3mm)。以上所述百分含量均为重量百分比。各原材料与实施例5相同。
对比例3
pbt含量为48％，无卤阻燃剂含量为6％，阻燃协效剂含量为4％，增韧剂含量为1％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％的原材料混合均匀，加入到双螺杆挤出机(加工温度为100～240℃，加工温度是本领域常规工艺)中熔融挤出到浸渍模具(模具温度250℃)中，玄武岩纤维(含量40％)从浸渍模头拉出后经冷却，牵引和切粒成40％长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料(纤维和颗粒等长，为11mm)，并观察和记录其生产工艺性。以上所述百分含量均为重量百分比。各原材料与实施例2相同。
对比例4
pbt含量为39.85％，无卤阻燃剂含量为5.1％，阻燃协效剂含量为3.4％，增韧剂含量为0.85％，热稳定剂含量为0.5％，润滑剂含量为0.5％的原材料混合均匀，加入到双螺杆挤出机(加工温度为100～240℃，加工温度是本领域常规工艺)中熔融挤出到浸渍模具中，玄武岩纤维(含量为49.8％)从浸渍模头拉出后经冷却，牵引和切粒成49.8％长玄武岩纤维增强无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯材料(纤维和颗粒等长，为11mm)，并观察和记录其生产工艺性。以上所述百分含量均为重量百分比。各原材料与实施例3相同。
将实施例和对比例中聚对苯二甲酸丁二醇酯材料进行如下性能测试(测试结果如表1所示)：
(1)力学测试项目按照iso标准进行，分别为拉伸强度iso527-2，速度为5mm/min，弯曲强度和弯曲模量iso178，速度为2mm/min，缺口冲击强度iso179/1ea，温度为23℃；(2)阻燃性能ul94，厚度为1.6mm。
(3)工艺性以生产连续性为基准进行评判，根据生产过程中断条引起的生产连续性问题，依次判定为很差、差、好、很好(很差：生产30min即开始出现断条，差：生产1h开始出现断条，好：生产1～6h后出现断条，很好：连续生产超过6h出现断条甚至可以不间断生产。
(4)生产效率则根据单位时间内能够生产的成品数量为评判基准，对于一步法直接生产特定纤维含量的阻燃材料，因长纤生产的纤维分散无法带来高速度的生产，但在相同设备下，生产高含量的长玄武岩纤维母粒，再将其与阻燃增韧母粒配混，则其成品数量会成比例增加，生产效率高：每小时产出超过800kg，低：每小时产出200～800kg，很低：每小时产出低于200kg以下。
表1
由表1可知，实施例1和实施例5的测试结果分别与对比例1和对比例2比较，传统短玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料的性能低，尤其冲击性能低。而本发明长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料的力学性能优异，尤其冲击性能得到明显改善，同等配方的30％玄武岩纤维，相比短玄武岩材料增强无卤阻燃pbt材料，长玄武岩材料增强无卤阻燃pbt材料的缺口冲击性能提升了126％，并且同等配方的10％玄武岩纤维，相比短玄武岩材料增强无卤阻燃pbt材料，长玄武岩材料增强无卤阻燃pbt材料的缺口冲击性能提升了124％。
实施例2和实施例3的测试结果分别与对比例3和对比例4比较，采用对比例3和对比例4中方法，其生产工艺性差，且生产效率低下，物料的浸渍效果相对较差，所以在注塑出来的样条测试性能相对较低。
1.一种高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料，其特征在于，所述材料是由长纤玄武岩纤维增强pbt母粒和无卤阻燃增韧母粒掺混而成；
其中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒组分按照重量百分比包括：长玄武岩纤维20％～60％，pbt树脂38％～79.6％，热稳定剂0.2％～1％，润滑剂0.2％～1％；
无卤阻燃增韧母粒组分按照重量百分比包括：pbt树脂14.6％～92％，无卤阻燃剂5％～50％，阻燃协效剂1％～20％，增韧剂0～15％，热稳定剂0.2％～1％，润滑剂0.2％～1％。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述pbt材料中长玄武岩纤维重量百分比为5％～50％。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述pbt母粒中pbt树脂的熔体质量流动速率为20g/10min-100g/10min。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述无卤阻燃增韧母粒中pbt树脂的熔体质量流动速率为5g/10min-100g/10min。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐、红磷、季戊四醇磷酸酯和次磷酸盐中的至少一种；阻燃协效剂为硼酸锌、二氧化钛和水滑石中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述热稳定剂均为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种；润滑剂均为乙撑双硬脂酰胺、e蜡、硬脂酸钙、季戊四醇四硬脂酸酯中的至少一种。
8.一种如权利要求1所述的pbt材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将pbt树脂，热稳定剂和润滑剂加入到挤出机中，进行熔融并混合均匀，挤出到浸渍模头中，然后将长玄武岩纤维在浸渍模头中浸渍后拉出，依次经过冷却，牵引和切粒，得到长纤玄武岩纤维增强pbt母粒；
(2)将pbt树脂，无卤阻燃剂，阻燃协效剂，增韧剂，热稳定剂和润滑剂加入到双螺杆挤出机中熔融并混合均匀后挤出造粒，得到无卤阻燃增韧母粒；
(3)将步骤(1)中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒和无卤阻燃增韧母粒混合均匀，得到高抗冲长玄武岩纤维增强无卤阻燃pbt材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中长纤玄武岩纤维增强pbt母粒长度为3mm～25mm。
10.一种如权利要求1所述材料在汽车、家电和工具领域的应用。
技术总结