CN107286508A - 阻燃pvc塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃PVC塑料，由下述重量份的原料制备而成：PVC树脂100‑104份、氯醋树脂20‑24份、酚醛树脂70‑80份、硬脂酸95‑105份、二氧化钛160‑240份、聚苯乙烯树脂160‑240份、醋酸纤维素12‑18份、热塑性聚酯92‑100份、增塑剂20‑24份、阻燃剂12‑18份。本发明阻燃PVC塑料，热稳定高，阻燃性能好。

Description

阻燃PVC塑料
技术领域
本发明涉及一种塑料，尤其涉及一种阻燃PVC塑料。
背景技术
通常高分子材料的燃烧过程经历如下五个步骤：加热熔融、热裂解、分解或解聚、氧化、着火。高分子材料受热后，首先熔融，当温度继续升髙达到材料的裂解温度时，将发生热裂解反应，分解释放出低分子有机组分；随后裂解产物扩散到材料表面，其中的有机可燃组分与氧发生强烈的氧化反应，即为燃烧，此过程同时放出大量的光和热。当氧的供应量不充足时，则发生不完全燃烧反应，产生大量碳微粒，飘散于气体中形成黑烟。因此，热裂解是高分子材料燃烧的关键性步骤。
在PVC塑料的热解过程中，存在着两个竞争性反应：分子内环化生成芳烃化物和分子间交联成炭反应。热解产生的氯化氢和热解产物的环化是其燃烧发烟的重要因素，分子内环化反应所占比例高，热解产物环化所产生的芳香烃化合物含量就越高，烟气密度就越大，残炭量也就越少；反之，分子间的交联反应所占比例越大，热解环化所产生的芳香烃化合物含量就越低，烟气密度就越小，残炭量就越大。
对聚合物燃烧时的热降解和氧化燃烧两个过程的抑制，对应为凝聚相、气相阻燃机理以及同时在两个过程都发挥作用的隔离层机理。在实际应用中，根据阻燃剂和被阻燃材料之间相互作用的不同，阻燃剂可以分为反应型和填加型两大类。前者一般为单体或辅助试剂，在聚合物的合成中参与反应并成为聚合物的结构单元，这类材料加工困难，应用范围较窄，生产成本高，实际生产和应用中局限性较大。后者则是以物理的方式分散于聚合物基材中，加工简单，适用范围较广。因而聚合物的阻燃在实际应用中大多釆用填加型阻燃剂，阻燃剂的研究也大多集中在填加型阻燃剂。阻燃剂干扰和阻碍的燃烧阶段不同，其阻燃机理也就不同，阻燃剂的阻燃机理决定了阻燃效果的优劣和其适用范围。
本发明提供了一种阻燃PVC塑料，综合性能优异。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃PVC塑料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种阻燃PVC塑料，由下述重量份的原料制备而成：
PVC树脂100-104份、氯醋树脂20-24份、酚醛树脂70-80份、硬脂酸95-105份、二氧化钛160-240份、聚苯乙烯树脂160-240份、醋酸纤维素12-18份、热塑性聚酯92-100份、增塑剂20-24份、阻燃剂12-18份。
优选地，所述增塑剂为环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯中一种或多种的混合物。
更优选地，所述的增塑剂由环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯混合而成，所述环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述阻燃剂为六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚中一种或多种的混合物。
更优选地，所述的阻燃剂由六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚混合而成，所述六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
本发明阻燃PVC塑料，热稳定高，阻燃性能好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍：
PVC树脂，CAS号：9002-86-2，具体采用北京华威锐科化工有限公司提供的牌号为S-1000的PVC树脂。
二氧化钛，采用北京汤普森生物科技有限公司提供的型号为R-902+的金红石型二氧化钛。
氯醋树脂，采用成都市恒昌化工有限责任公司提供的型号为CP-430的氯醋树脂。
酚醛树脂，采用麦卡希试剂提供的牌号为701的酚醛树脂。
硬脂酸，CAS号：57-11-4。
聚苯乙烯树脂，采用上海迈瑞尔化学技术有限公司提供的牌号为158k的聚苯乙烯。
醋酸纤维素，采用上海瀚鸿科技股份有限公司提供的型号为CAB381-20的醋酸纤维素。
热塑性聚酯，采用长春人造树脂厂股份有限公司提供的牌号为4068的热塑性聚酯。
环氧化大豆油，CAS号：8013-07-8，采用上海麦克林生化科技有限公司提供的产品编号为E808876的环氧化大豆油。
环氧化葵花籽油，CAS号：8001-21-6，采用文献《葵花籽油、线麻油环氧化的研究》中一步法的方法制备，其反应原料的重量份为：葵花籽油50份、30wt％的双氧水30份、冰醋酸8份、浓硫酸0.15份。
环氧硬脂酸辛酯，CAS号：141-38-8，采用武汉金诺化工有限公司提供的环氧硬脂酸辛酯。
六溴环十二烷，CAS号：3194-55-6。
十溴二苯乙烷，CAS号：84852-53-9。
十溴二苯醚，CAS号：1163-19-5。
实施例1
阻燃PVC塑料原料(重量份)：PVC树脂102份、氯醋树脂22份、酚醛树脂75份、硬脂酸100份、二氧化钛180份、聚苯乙烯树脂220份、醋酸纤维素16份、热塑性聚酯95份、增塑剂21份、阻燃剂15份。
所述的增塑剂由环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
所述的阻燃剂由六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
制备上述阻燃PVC塑料的方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取各重量份的原料于混料机中进行混合，混合转速为300转/分钟，混合温度控制在65℃，时间为30分钟，得到混合料；
(2)将混合料投入塑料双螺杆挤出机料斗内，塑料双螺杆挤出机温度控制在180℃，混合料经加热熔化呈熔体，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下进行流动，各组分受螺杆的搅拌而均匀分散，熔体在机头孔状口模处成型后流出，热切呈颗粒状，通过鼓风机冷却后送入料仓。
其中，热切颗粒状的形状为3×3mm的圆柱，塑料双螺杆挤出机是同向平行双螺杆。得到实施例1的阻燃PVC塑料。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的增塑剂由环氧化大豆油、环氧化葵花籽油按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的阻燃PVC塑料。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的增塑剂由环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的阻燃PVC塑料。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的增塑剂由环氧化大豆油、环氧硬脂酸辛酯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的阻燃PVC塑料。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的阻燃剂由六溴环十二烷、十溴二苯乙烷按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的阻燃PVC塑料。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷、十溴二苯醚按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的阻燃PVC塑料。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的阻燃剂由六溴环十二烷、十溴二苯醚按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的阻燃PVC塑料。
测试例1
将实施例1-7得到的阻燃PVC塑料注塑为尺寸为150×20×4mm样条，注塑分为四个温度区，一区温度170℃，二区温度185℃，三区温度190℃，四区温度180℃，喷嘴温度为185℃，模具温度为60℃，注塑压力为150MPa，螺杆转速为60转/分钟。得到实施例1-7的阻燃PVC塑料样条。
对实施例1-7制备得到的阻燃PVC塑料样条的常规性能进行测试，具体测试结果见表1。
表1：常规性能测试数据表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯复配)常规性能明显优于实施例2-4(环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚复配)常规性能明显优于实施例5-7(六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7的阻燃PVC塑料的阻燃性能进行测试，参照GB/T 20284-2006检测。具体测试结果见表2。
表2：阻燃性能测试数据表
样品 烟气生成率，m2/s2
实施例1 0.18
实施例2 0.23
实施例3 0.37
实施例4 0.25
实施例5 0.59
实施例6 0.46
实施例7 0.57
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯复配)阻燃性能明显优于实施例2-4(环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚复配)阻燃性能明显优于实施例5-7(六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚中任意二者复配)。

Claims (1)

1.一种阻燃PVC塑料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：PVC树脂100-104份、氯醋树脂20-24份、酚醛树脂70-80份、硬脂酸95-105份、二氧化钛160-240份、聚苯乙烯树脂160-240份、醋酸纤维素12-18份、热塑性聚酯92-100份、增塑剂20-24份、阻燃剂12-18份；
所述的增塑剂由环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯混合而成，所述环氧化大豆油、环氧化葵花籽油、环氧硬脂酸辛酯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)；
所述的阻燃剂由六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚混合而成，所述六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
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