CN117777615B - 一种耐高温阻燃pvc材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐高温阻燃PVC材料及其制备方法，属于无卤阻燃高分子材料技术领域，其按照重量份计包括：PVC树脂100份、AS树脂9‑15份、POE树脂5‑8份、复合阻燃剂18‑24份、热稳定剂3.2‑4份、抗氧剂0.3‑0.4份和润滑剂0.9‑1.2份；复合阻燃剂以硼酸锌为核心，由巯基乙酸和三烯丙基胺点击加成制成中间体，再与小分子氨基硅油反应形成含硅链的嵌段低聚物，两者通过螯合作用结合，在高温环境下不易迁移偏析，具有良好的高温稳定性，在燃烧时，易于形成连续且高强度的阻隔层，具有优异的阻燃性能和抑烟效果。
Description
技术领域
本发明属于无卤阻燃高分子材料技术领域，具体地，涉及一种耐高温阻燃PVC材料及其制备方法。
背景技术
PVC(聚氯乙烯)是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物；自从被发现以来就一直受到人们的广泛关注，并且随着高分子工业的飞速发展，已经被运用到了人类社会的各行各业，例如在航空航天、交通运输、电子电器、建筑材料和汽车领域，甚至在仿生材料和超分子材料等尖端领域均有高分子材料的身影；PVC是一种通用型热塑性材料，其具有成本低、来源广泛、化学性能稳定等特点，是工程材料的重要组成部分，被广泛应用于电子电器、汽车配件、产品包装和生活用品等各个方面，是仅次于聚乙烯的第二大工程塑料；与其他塑料一样，PVC材料具有一定可燃性，极大限制了其在一些领域的应用。
为解决PVC材料可燃性的影响，现有技术通常是向PVC中复配阻燃剂提升其阻燃性能，该方式成本低，操作性更强，容易实现产业化，PVC阻燃研究的主要方向；传统的阻燃剂以卤系阻燃剂为主，其主要是通过高温时分解出卤素自由基去捕捉传递燃烧的自由基，进而中止材料的自由基解聚过程达到阻燃效果，能以较少的添加量达到较高的阻燃效率，但是，该类阻燃剂在高温环境下易分解产生大量的有毒气体，造成环境污染物，且在发生火灾时造成抢救危害，已被逐步取代；磷氮系有机阻燃剂，在燃烧高温下分解产生绝燃性气体，残留阻燃性得到碳层，相较于卤系阻燃剂表现出良好的低毒性，现有的P-N型阻燃剂被广泛应用在各类阻燃塑料中，但是，该类阻燃剂的热稳定性，在高热环境或者长时间服役过程中易出现迁移偏析，导致阻燃效果不均，且该类阻燃剂对聚合物的热稳定性由影响，燃烧时的烟量较大；此外，是以氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等为代表的无机阻燃剂，其利用高温分解反应释放水分、分解产生不可燃的无机氧化物达到阻燃效果，该类阻燃剂具有极低的毒性和高效的阻燃性，另外，分解产生的膨胀结构具有一定的隔热抑烟作用，是理想型的阻燃材料，但是，该类无机材料与聚合物基体的相容性差，对基体的力学性能影响大，为解决该问题，现有技术通过复配偶联剂对无机阻燃剂的表面进行改性，使其均匀分散到基体中，在实际研究中发现，复配的偶联剂与无机阻燃剂表面缩合，影响无机阻燃剂的分解膨胀，宏观表现为阻燃响应迟缓，燃烧烟雾量增大。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐高温阻燃PVC材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐高温阻燃PVC材料，按照重量份计包括如下原料：
PVC树脂100份、AS树脂9-15份、POE树脂5-8份、复合阻燃剂18-24份、热稳定剂3.2-4份、抗氧剂0.3-0.4份和润滑剂0.9-1.2份；
所述复合阻燃剂由以下方法制备：
步骤A1：将三烯丙基胺、二甲基苯基膦和乙醇混匀，通入氮气保护，升温至50-60℃，施加120-180rpm机械搅拌和300-400W/m2紫外辐照，间断加入巯基乙酸，控制总加入反应时间为2.5-3.5h，反应结束减压旋蒸脱除乙醇，得到中间体；
进一步地，三烯丙基胺、巯基乙酸、二甲基苯基膦和乙醇的用量比为0.3mol：0.102-0.105mol：15-20mg：45-60mL，在二甲基苯基膦和紫外辐照引发下，巯基乙酸和三烯丙基胺进行加成反应，形成分子中含有硫氮结构，端部为支状羧基的化合物。
步骤A2：将中间体、氯化亚砜和二氧六环混匀并在室温下搅拌6h，之后旋蒸至无氯析出，通入氮气保护，加入氨基硅油，升温至80-90℃，施加60-80rpm机械搅拌，恒温搅拌反应5-7h，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，得到被膜改性剂；
进一步地，中间体、氨基硅油的氨基含量、氯化亚砜和二氧六环的用量比为0.1mol：0.38-0.45mol：25-32mL：220-350mL，中间体结构中的羧基被氯化亚砜酰氯化处理，之后与氨基硅油中的活性氨基进行酰胺化反应，通过合理的用量调控，形成中间体和氨基硅油的嵌段低聚物。
进一步地，氨基硅油选自小分子氨基硅油，室温粘度不高于30mm2/s，小分子氨基硅油易于反应以及控制反应，在高温下易于分解形成游离的有机硅链段，有利于在燃烧中形成无机硅阻燃层。
步骤A3：将被膜改性剂和二甲基乙酰胺混匀，加入硼酸锌微粉，拌匀室温静置24h，之后加水混洗，离心去除水相并真空干燥，得到复合阻燃剂；
进一步地，硼酸锌微粉、被膜改性剂和二甲基乙酰胺的用量比为50g：4.5-6.5g：65-80mL，中间体向被膜改性剂中引入的硫氮结构易于同硼酸锌形成稳定六元螯合环，将被膜改性剂通过螯合作用负载到硼酸锌微粉的表面。
进一步地，硼酸锌微粉的细度为2-5μm，该粒度下有利于被膜改性剂高效负载。
一种耐高温阻燃PVC材料的制备方法，具体操作为：将各原料通过高混机混匀，装入转矩流变仪中，在155-170℃，转速为40rpm，密炼至转矩稳定，排料造粒，得到耐高温阻燃PVC材料。
本发明的有益效果：
本发明以PVC树脂为主体材料，复配一种复合阻燃剂赋予PVC材料优异的耐高温阻燃性能；该复合阻燃剂由巯基乙酸和三烯丙基胺点击加成制成中间体，再通过氯化亚砜酰氯化处理，之后与氨基硅油酰胺化反应，形成含硅链的嵌段低聚物，制成被膜改性剂，之后利用其结构中的硫氮结构的螯合性负载到硼酸锌微粉表面，制成有机-无机复合结构的阻燃剂；与现有阻燃剂相比，表面负载的嵌段低聚物具有良好的热稳定性，在常规受热条件下不易分解、迁移，表现出良好的耐高温性能；在高热或者燃烧环境中，硼酸锌微粉表面的被膜改性剂螯合作用减弱，被膜改性剂脱离负载，硼酸锌可有效受热分解膨胀，在PVC材料中形成膨胀孔隙，同时，脱离的被膜改性剂结构中低键能的硫碳结构优先断键，形成大量易游离的含硅短链，断键暴露的硫自由基再促进含硅短链分解成无机硅，其依附在膨胀孔隙以及有机物的碳化网络之间，易于形成连续且高强度的阻隔层，一方面阻碍燃烧的深入，具有强阻燃作用，另一方面，高强度稳定的微孔隙阻隔层可有效吸附和阻碍燃烧产生的烟气释放，在实际燃烧测试中表现出优异的低烟性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，制备耐高温阻燃PVC材料，具体如下：
1)制备复合阻燃剂
步骤A1：取三烯丙基胺、二甲基苯基膦和乙醇投料混匀，通入氮气保护，水浴控制温度为60℃，施加180rpm机械搅拌，采用UVA紫外光源施加400W/m2紫外辐照，取巯基乙酸等量分为四份，间断10min加入，完全加入后继续恒温搅拌辐照反应，控制巯基乙酸的总加入反应时间为2.5h，反应中，三烯丙基胺、巯基乙酸、二甲基苯基膦和乙醇的用量比为0.3mol：0.105mol：20mg：60mL，反应结束减压旋蒸快速脱除乙醇，避免溶剂乙醇发生酯化，制得中间体。
步骤A2：取中间体、氯化亚砜和二氧六环投料混匀，在室温下以80rpm搅拌6h，之后旋蒸氯化亚砜直至无氯析出，通入氮气保护，加入氨基硅油(本实施例中采用信越KF-8010型小分子氨基硅油，室温粘度为12mm2/s，由苏州建道电子有限公司提供)，升温至80℃，以80rpm搅拌反应5h，反应中，中间体、氨基硅油的氨基含量、氯化亚砜和二氧六环的用量比为0.1mol：0.45mol：32mL：220mL，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，制得被膜改性剂。
步骤A3：取被膜改性剂和二甲基乙酰胺投料混匀，加入硼酸锌微粉(本实施例中采用市售硼酸锌超微粉料，平均粒径为2-3μm由济南金盈泰化工有限公司提供)，以600rpm快速拌匀，之后在室温下静置24h，反应中，硼酸锌微粉、被膜改性剂和二甲基乙酰胺的用量比为50g：4.5g：65mL，之后加入放映底物1.2倍制备的水混洗，离心去除水相，取底层沉淀真空干燥，制得复合阻燃剂。
2)制备耐高温阻燃PVC材料
按照重量计取：
PVC树脂100份，实施例中均采用SG-3型PVC树脂，由武汉吉业升化工有限公司提供；
AS树脂15份，实施例中均采用PN-127H型AS树脂，由奇美实业股份有限公司提供；
POE树脂5份，实施例中均采用美国陶氏8150型树脂，由上海亿鑫迪新材料有限公司提供；
复合阻燃剂18份，由本实施例制备；
热稳定剂3.2份，实施例中均采用CT05P钙锌复合稳定剂，由上海昆瑞化工有限公司提供；
抗氧剂0.4份，实施例中均采用抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比为1:1混合；
润滑剂0.9份，实施例中均采用H-3325型氧化聚乙烯蜡作为润滑剂，由琦鸿(上海)投资控股有限公司提供。
将各原料投加到高混机中，以1200rpm高速混合10min，再将混合料装入转矩流变仪中，在155℃，转速为40rpm，密炼至转矩稳定，排料造粒，即得到耐高温阻燃PVC材料。
实施例2，制备耐高温阻燃PVC材料，具体如下：
1)制备复合阻燃剂
步骤A1：取三烯丙基胺、二甲基苯基膦和乙醇投料混匀，通入氮气保护，水浴控制温度为50℃，施加120rpm机械搅拌，采用UVA紫外光源施加300W/m2紫外辐照，取巯基乙酸等量分为四份，间断15min加入，完全加入后继续恒温搅拌辐照反应，控制巯基乙酸的总加入反应时间为3.5h，反应中，三烯丙基胺、巯基乙酸、二甲基苯基膦和乙醇的用量比为0.3mol：0.102mol：15mg：45mL，反应结束减压旋蒸快速脱除乙醇，避免溶剂乙醇发生酯化，制得中间体。
步骤A2：取中间体、氯化亚砜和二氧六环投料混匀，在室温下以80rpm搅拌6h，之后旋蒸氯化亚砜直至无氯析出，通入氮气保护，加入氨基硅油(本实施例中采用信越KF-8010型小分子氨基硅油，室温粘度为12mm2/s，由苏州建道电子有限公司提供)，升温至85℃，以70rpm搅拌反应6h，反应中，中间体、氨基硅油的氨基含量、氯化亚砜和二氧六环的用量比为0.1mol：0.42mol：28mL：260mL，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，制得被膜改性剂。
步骤A3：取被膜改性剂和二甲基乙酰胺投料混匀，加入硼酸锌微粉(本实施例中采用市售硼酸锌超微粉料，平均粒径为3-5μm由济南金盈泰化工有限公司提供)，以600rpm快速拌匀，之后在室温下静置24h，反应中，硼酸锌微粉、被膜改性剂和二甲基乙酰胺的用量比为50g：5.5g：70mL，之后加入放映底物1.2倍制备的水混洗，离心去除水相，取底层沉淀真空干燥，制得复合阻燃剂。
2)制备耐高温阻燃PVC材料
按照重量计取：PVC树脂100份、AS树脂9份、POE树脂8份、复合阻燃剂24份、热稳定剂3.8份、抗氧剂0.3份和润滑剂1份；
将各原料投加到高混机中，以1200rpm高速混合10min，再将混合料装入转矩流变仪中，在165℃，转速为40rpm，密炼至转矩稳定，排料造粒，即得到耐高温阻燃PVC材料。
实施例3，制备耐高温阻燃PVC材料，具体如下：
1)制备复合阻燃剂
步骤A1：取三烯丙基胺、二甲基苯基膦和乙醇投料混匀，通入氮气保护，水浴控制温度为55℃，施加180rpm机械搅拌，采用UVA紫外光源施加360W/m2紫外辐照，取巯基乙酸等量分为四份，间断10min加入，完全加入后继续恒温搅拌辐照反应，控制巯基乙酸的总加入反应时间为3h，反应中，三烯丙基胺、巯基乙酸、二甲基苯基膦和乙醇的用量比为0.3mol：0.104mol：18mg：55mL，反应结束减压旋蒸快速脱除乙醇，避免溶剂乙醇发生酯化，制得中间体。
步骤A2：取中间体、氯化亚砜和二氧六环投料混匀，在室温下以80rpm搅拌6h，之后旋蒸氯化亚砜直至无氯析出，通入氮气保护，加入氨基硅油(本实施例中采用DY-N323型小分子氨基硅油，室温粘度为25mm2/s，由山东大易化工有限公司提供)，升温至90℃，以80rpm搅拌反应7h，反应中，中间体、氨基硅油的氨基含量、氯化亚砜和二氧六环的用量比为0.1mol：0.38mol：25mL：350mL，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，制得被膜改性剂。
步骤A3：取被膜改性剂和二甲基乙酰胺投料混匀，加入硼酸锌微粉(本实施例中采用市售硼酸锌超微粉料，平均粒径为3-5μm由济南金盈泰化工有限公司提供)，以600rpm快速拌匀，之后在室温下静置24h，反应中，硼酸锌微粉、被膜改性剂和二甲基乙酰胺的用量比为50g：6.5g：80mL，之后加入放映底物1.2倍制备的水混洗，离心去除水相，取底层沉淀真空干燥，制得复合阻燃剂。
2)制备耐高温阻燃PVC材料
按照重量计取：PVC树脂100份、AS树脂12份、POE树脂6份、复合阻燃剂22份、热稳定剂4份、抗氧剂0.3份和润滑剂1.2份；
将各原料投加到高混机中，以1200rpm高速混合10min，再将混合料装入转矩流变仪中，在170℃，转速为40rpm，密炼至转矩稳定，排料造粒，即得到耐高温阻燃PVC材料。
对比例，采用硼酸锌和市售PVC专用阻燃剂协同改性PVC，制备阻燃PVC材料，具体如下：
具体配方包括：PVC树脂100份、AS树脂12份、POE树脂7份、硼酸锌微粉20份(与实施例3相同)、PVC专用阻燃剂4.5份(型号为TF-1V，由江西腾发新材料科技有限公司提供)、复合偶联剂0.7份(型号为LD-121，由扬州市立达树脂有限公司提供)、热稳定剂4份、抗氧剂0.3份和润滑剂1.6份；具体实施方法与实施例3相同。
将以上制备的PVC材料装入平板硫化机中，控制温度为200±5℃，压力为1.5MPa，持压热压时间为5min，将PVC材料压制成片状坯料，从片状坯料中取样，参照GB/T 1040.1-2018标准进行拉伸试验，拉伸速率为30mm/min，制取厚度为2mm的试样，采用UL94燃烧试验机进行燃烧试验，参照GB/T 8323.2-2018标准进行烟密度测试，具体测试数据如表1所示：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 拉伸强度/MPa | 31.5 | 38.2 | 35.7 | 26.4 |
| 燃烧等级 | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 |
| 烟密度mg/g | 54 | 92 | 68 | 161 |
由表1数据可知，本发明制备的PVC材料拉伸强度达到31.5-38.2MPa，相较于对比例表现出更高的力学强度，燃烧等级均达到V-0级别，烟密度低于100mg/g，表现出优异的阻燃低烟性能。
为验证以上制备的PVC材料的耐高温阻燃性能，将片状坯料置于氮气氛围炉内，升温至100±2℃，保温烘制2h，之后随炉冷却至室温静置2h，往复循环100周，再次截取试样进行拉伸和燃烧试验，具体测试数据如表2所示：
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 拉伸强度/MPa | 29.6 | 35.1 | 34.3 | 21.5 |
| 燃烧等级 | V-0 | V-0 | V-0 | V-2 |
由表2数据可知，本发明制备的PVC材料经过循环烘制后力学性能有小幅度下降，阻燃性能无明显变化，仍保持V-0级别，对比例阻燃性能明显恶化。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，按照重量份计包括：
PVC树脂100份、AS树脂9-15份、POE树脂5-8份、复合阻燃剂18-24份、热稳定剂3.2-4份、抗氧剂0.3-0.4份和润滑剂0.9-1.2份；
所述复合阻燃剂由以下方法制备：
步骤A1：将三烯丙基胺、二甲基苯基膦和乙醇混匀，通入氮气保护，升温至50-60℃，搅拌并辅以300-400W/m2紫外辐照，间断加入巯基乙酸，控制总加入反应时间为2.5-3.5h，反应结束减压旋蒸脱除乙醇，得到中间体；
步骤A2：将中间体、氯化亚砜和二氧六环混匀并在室温下搅拌6h，之后旋蒸至无氯析出，通入氮气保护，加入氨基硅油，升温至80-90℃，恒温搅拌反应5-7h，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，得到被膜改性剂；
步骤A3：将被膜改性剂和二甲基乙酰胺混匀，加入硼酸锌微粉，拌匀室温静置24h，之后加水混洗，离心去除水相并真空干燥，得到复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，三烯丙基胺、巯基乙酸、二甲基苯基膦和乙醇的用量比为0.3mol：0.102-0.105mol：15-20mg：45-60mL。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，中间体、氨基硅油的氨基含量、氯化亚砜和二氧六环的用量比为0.1mol：0.38-0.45mol：25-32mL：220-350mL。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，氨基硅油为小分子氨基硅油，室温粘度不高于30mm2/s。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，硼酸锌微粉、被膜改性剂和二甲基乙酰胺的用量比为50g：4.5-6.5g：65-80mL。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温阻燃PVC材料，其特征在于，硼酸锌微粉的细度为2-5μm。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃PVC材料的制备方法，其特征在于，具体操作为：将各原料混匀，在155-170℃密炼至转矩稳定，排料造粒，制得耐高温阻燃PVC材料。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111548581A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-18 | 安徽奥凯材料股份有限公司 | 一种阻燃抑烟剂及其用于pvc片材的制备方法 |
| WO2020233028A1 (zh) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 宁波先锋新材料股份有限公司 | 一种阻燃抑烟且力学性能良好的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法 |
| CN115260673A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中广核三角洲（江苏）塑化有限公司 | 拖链电缆用柔软高强度阻燃pvc电缆料及其制备方法 |
| CN116814021A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 金弘盛线缆有限公司 | 一种高强度耐磨电缆 |
| CN116855010A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-10 | 康命源（贵州）科技发展有限公司 | 基于磷石膏生产的无水硫酸钙的聚烯烃管道材料 |
| CN116891605A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-17 | 天津市佰盟科技发展有限公司 | 一种汽车用耐老化复合材料及其制备方法 |
| CN117004234A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-07 | 广州市瑞合新材料科技有限公司 | 一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020233028A1 (zh) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 宁波先锋新材料股份有限公司 | 一种阻燃抑烟且力学性能良好的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法 |
| CN111548581A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-18 | 安徽奥凯材料股份有限公司 | 一种阻燃抑烟剂及其用于pvc片材的制备方法 |
| CN115260673A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中广核三角洲（江苏）塑化有限公司 | 拖链电缆用柔软高强度阻燃pvc电缆料及其制备方法 |
| CN116855010A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-10 | 康命源（贵州）科技发展有限公司 | 基于磷石膏生产的无水硫酸钙的聚烯烃管道材料 |
| CN116814021A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 金弘盛线缆有限公司 | 一种高强度耐磨电缆 |
| CN116891605A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-17 | 天津市佰盟科技发展有限公司 | 一种汽车用耐老化复合材料及其制备方法 |
| CN117004234A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-07 | 广州市瑞合新材料科技有限公司 | 一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| 硼酸锌/氢氧化铝对聚氯乙烯纺织结构材料阻燃及稳定性的影响;赵程波;张斌;韩建;;纺织学报;20170115(01);全文 * |
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