CN109776989A - 一种陶瓷化pvc材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种陶瓷化PVC材料及制备方法，属塑料加工技术领域。材料在遇到高温、火灾情况时迅速形成坚硬的陶瓷状骨架，继续具有绝缘性能，能有效防止电缆火焰蔓延和火灾中的二次伤害(有害烟雾显著降低)，可广泛用于各种防火材料中。所述制备方法为以下：(1)将成瓷剂和成瓷填料在温度为60℃、转速为200‑800r/min的高速混合机中进行混合及表面偶联改性处理；(2)将PVC树脂、阻燃剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂及偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料，放入捏合机中，在70℃捏合10min后，倒入增塑剂继续捏合15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料在160℃塑化挤出，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。

Description

一种陶瓷化PVC材料及制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及陶瓷化PVC及制备方法。
背景技术
作为通用树脂，传统的PVC材料本身表现出良好的力学性能和阻燃功能，但是遇到火焰立即炭化成粉或产生裂缝然后掉落，烧完后的材料完全没有机械强度，且不能保持原来的形状，使电线短路，加速燃烧。火灾中的分解产物(如氯化氢等、)容易造成二次伤害。陶瓷化阻燃PVC材料作为一种新型聚合物基复合材料，在正常温度下能够保持PVC材料本身固有特性，遇到火灾时，经过高温持续燃烧后，迅速生成坚硬的陶瓷化骨架结构，不熔滴、不塌陷、能保持自身的形状，所形成的陶瓷化骨架有一定机械强度及绝缘性能，不致立即短路，加速燃烧。能有效防止火灾蔓延，可以减少火灾造成的损失，有害烟雾显著降低。可广泛应用于各种防火材料中。
本发明所得PVC材料在偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料作用下能高温成陶。在维持良好力学性能和阻燃效果的同时，提供一种廉价的防火材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃、可陶瓷化的PVC材料及制备方法，保持PVC材料本身廉价特性的同时，使得陶瓷化PVC材料在遇到高温、火灾情况时迅速形成坚硬、致密、自支撑的陶瓷状骨架，不熔滴、不塌陷，继续具有绝缘性能，不致立即短路，加速燃烧。能有效防止火焰蔓延和火灾中的二次伤害(有害烟雾显著降低)，为人员逃生，消防救援赢得时间，可广泛用于各种防火材料中。本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及陶瓷化阻燃PVC材料及其制备方法，其重量组分包括：PVC树脂100份、增塑剂5-100份、成瓷剂10-60份、成瓷填料20-100份、阻燃剂2-40份、热稳定剂2-10份、偶联剂0.2-5份、润滑剂1-5份、抗氧剂0.2-2份。所述制备方法为以下：(1)将成瓷剂和成瓷填料在温度为40-70℃、转速为200-800r/min的高速混合机中进行混合及表面偶联改性处理；(2)将PVC树脂、阻燃剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂及偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料，放入捏合机中，在50-80℃捏合3-10min后，倒入增塑剂继续捏合5-15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为120-170℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。
本发明的目的可通过以下方案实现：
陶瓷化PVC材料重量份组分包括：
所述增塑剂为DOP、DIOP、DBP、DOA、DOS、环氧大豆油、氯化石蜡、TOTM、氯化石油酯，等各种PVC专用增塑剂的一种或几种组合。
所述成瓷剂为低熔点玻璃粉、硼酸锌、硼酸钙、硼砂中的一种或其组合。成瓷剂的粒度在1000目以上。
所述成瓷填料为滑石粉、煅烧陶土、云母粉、高岭土粉、硅灰石粉、硫酸钡中的一种或其组合。成瓷填料的粒度在1000目以上。
所述阻燃剂为三氧化二锑、磷酸三苯酯(TPP)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)中的一种或其组合。
所述热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐亚磷酸铅、钙锌复合稳定剂中的一种或其组合。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、A151、A171中的一种或其组合。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或其组合。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂1076或者抗氧剂264中的一种或其组合。
所述制备方法为以下：(1)将所述成瓷剂10-60份、成瓷填料20-100份，在温度为40-70℃、转速为200-800r/min的高速混合机中混合1-5min，滴加偶联剂0.2-5份，继续混合3-8分钟后取出备用；(2)将所述PVC树脂100份、阻燃剂2-40份、热稳定剂2-10份、润滑剂1-5份、抗氧剂0.2-2份及方法(1)所制备的粉料，放入捏合机中，在50-80℃捏合3-10min后，倒入增塑剂5-100份、继续捏合5-15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为120-180℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明
实施例1
陶瓷化阻燃PVC材料的制备包括以下步骤：
(1)表面偶联改性处理；将成瓷剂硼酸钙10份、硼酸锌12份和成瓷填料煅烧陶土14份、云母粉12份在温度为65-70℃、转速为700-800r/min的高速混合机中混合1-5min，滴加硅烷偶联剂KH550约3份，继续混合3-8分钟后取出备用；(2)将PVC树脂100份、阻燃剂三氧化二锑5份、磷酸三苯酯(TPP)10份、热稳定剂三盐基硫酸铅3份、二盐亚磷酸铅4份、润滑剂硬脂酸1份、硬脂酸锌1.5份、抗氧剂1010约0.3份、抗氧剂264约1份及前一步偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料合计约51份，放入捏合机中，在65-80℃捏合3-10min后，倒入增塑剂DOS约5份、环氧大豆油15份、氯化石蜡20份60-70℃继续捏合10-15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为160-170℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。
实施例2
陶瓷化阻燃PVC材料的制备包括以下步骤：
(1)表面偶联改性处理；将成瓷剂低熔点玻璃粉12份、硼砂12份和成瓷填料硅灰石粉21份、硫酸钡3份在温度为65-75℃、转速为500-600r/min的高速混合机中混合3-5min，滴加硅烷偶联剂KH570约2.5份，继续混合6-8分钟后取出备用；(2)将PVC树脂100份、阻燃剂聚磷酸铵(APP)6份、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)9份、热稳定剂钙锌复合稳定剂7份、润滑剂硬脂酸钙1.5份、硬脂酸钡1份、抗氧剂1076约0.3份、抗氧剂CA约1份及前一步偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料合计约50.5份，放入捏合机中，在65-80℃捏合3-10min后，倒入增塑剂DOP约5份、TOTM约15份、氯化石油酯20份70-80℃继续捏合10-15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为150-165℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。
实施例3
陶瓷化阻燃PVC材料的制备包括以下步骤：
(1)表面偶联改性处理；将成瓷剂低熔点玻璃粉12份、硼酸钙12份和成瓷填料高岭土粉22份、云母粉4份在温度为75-80℃、转速为500-600r/min的高速混合机中混合5min，滴加硅烷偶联剂A151约2.5份，继续混合8分钟后取出备用；(2)将PVC树脂100份、阻燃剂磷酸三苯酯(TPP)5份、聚磷酸铵(APP)10份、热稳定剂二盐亚磷酸铅3份、钙锌复合稳定剂4份、润滑剂油酸酰胺1份、芥酸酰胺1.5份、抗氧剂1010约0.3份、抗氧剂CA约1份及前一步偶联改性处理过的成瓷剂和成瓷填料约52.5份，放入捏合机中，在60-70℃捏合10min后，倒入增塑剂DOA约10份、DOS约10份、环氧大豆油20份70-80℃继续捏合15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为150-165℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。

Claims (10)

1.一种陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于，所述陶瓷化PVC其重量组分包括：
2.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于：所述增塑剂为DOP、DIOP、DBP、DOA、DOS、环氧大豆油、氯化石蜡、TOTM、氯化石油酯，等各种PVC专用增塑剂的一种或几种组合。
3.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于：所述成瓷剂为低熔点玻璃粉、硼酸锌、硼酸钙、硼砂中的一种或其组合。成瓷剂的粒度在1000目以上。
4.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于：所述成瓷填料为滑石粉、煅烧陶土、云母粉、高岭土粉、硅灰石粉、硫酸钡中的一种或其组合。成瓷填料的粒度在1000目以上。
5.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，所述阻燃剂为三氧化二锑、磷酸三苯酯(TPP)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)中的一种或其组合。
6.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于：所述热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐亚磷酸铅、钙锌复合稳定剂中的一种或其组合。
7.如权利要求1所述的陶瓷化阻燃PVC材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、A151、A171中的一种或其组合。
8.如权利要求1所述的陶瓷化PVC，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或其组合。
9.如权利要求1所述的陶瓷化PVC，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂1076或者抗氧剂264中的一种或其组合。
10.陶瓷化PVC材料的制备，其特征在于，所述方法为以下：(1)将所述成瓷剂10-60份、成瓷填料20-100份，在温度为40-70℃、转速为200-800r/min的高速混合机中混合1-5min，滴加偶联剂0.2-5份，继续混合3-8分钟后取出备用；(2)将所述PVC树脂100份、阻燃剂2-40份、热稳定剂2-10份、润滑剂1-5份、抗氧剂0.2-2份及方法(1)所制备的粉料，放入捏合机中，在50-80℃捏合3-10min后，倒入增塑剂10-100份、继续捏合5-15min，取出备用；(3)将捏合均匀的料进行塑化挤出，挤出机温度为120-180℃，造粒，既得陶瓷化阻燃PVC材料。
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