一种磷钼酸铁抑烟PVC板材及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料应用领域，涉及一种磷钼酸铁抑烟PVC板材及其制备方法，其组分及其重量份为：PVC树脂粉100质量份、稳定剂2～3质量份、加工助剂2～3质量份、润滑剂0.5～1质量份、增韧剂3～5质量份、填料8～15质量份、阻燃抑烟剂4～6质量份。本发明专利技术以磷钼酸和氢氧化铁为原料、采用水热法制备而成的磷钼酸铁作为阻燃抑烟剂，结合其他助剂添加到PVC板材生产中，工艺简单，产率高，且阻燃抑烟效果明显。

【技术实现步骤摘要】
一种磷钼酸铁抑烟PVC板材及其制备方法
本专利技术属于高分子材料应用领域，涉及一种磷钼酸铁抑烟PVC板材及其制备方法。
技术介绍
PVC是五大合成热塑性塑料之一，其产量仅次于聚乙烯，且PVC以硬质产品为主。PVC片材在广告、包装、装饰行业应用广泛，以较快速度发展。但PVC片材燃烧过程产生大量烟雾，限制了其在广告与装饰材料中的应用。因此提高PVC片材的阻燃抑烟性是PVC片材开发应用的关键，对促进其在相关行业中的应用具有重要意义。传统抑烟剂贵，还不环保。目前主要商业应用的抑烟剂为三氧化钼和八钼酸铵的组合，但三氧化钼高温下催化聚氯乙烯多烯链的阳离子裂解反应，导致脂肪烃增多，进而燃烧释放更多热量，因此还需要阻燃剂相互配合使用。专利201610195945.2中公开一种磷钼酸锌阻燃抑烟PVC片材，锌具有较强的抑制PVC变色的能力，后期因为生成的ZnCl2具有极强的催化脱HCl作用，因而使得其长期耐烧性很差，发生锌烧现象，因此减少锌的用量，利用其它的抑烟元素，可以使PVC合成的过程更加稳定。另外还有应用磷钼酸钙的案例，抑烟也是Lewis酸机理，但钙本身没有阻燃抑烟作用，化合物阻燃抑烟效果不佳。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种磷钼酸铁抑烟PVC板材及其制备方法。本专利技术提供一种磷钼酸铁抑烟PVC板材，其组分及其重量份为：PVC树脂粉100质量份、稳定剂2～5质量份、加工助剂1.5～3质量份、润滑剂0.5～2质量份、增韧剂3～5质量份、填料8～15质量份、阻燃抑烟剂4～6质量份。具体的，所述的PVC树脂粉为SG-5树脂。具体的，所述的稳定剂是钙锌复合热稳定剂。具体的，所述的加工助剂为丙烯酸酯共聚物。具体的，所述的润滑剂为石蜡和硬脂酸。具体的，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。具体的，所述的填料为1250目碳酸钙。具体的，所述的阻燃抑烟剂为磷钼酸铁，以磷钼酸和氢氧化铁为原料，采用水热法制备而成。本专利技术提供上述任一种磷钼酸铁抑烟PVC板材的制备方法，包括以下步骤：1)将PVC树脂粉和加工助剂加入至高速搅拌机混合，当温度达到100～130℃后，搅拌2～5分钟，降温至40～60℃时将其排出并加入到挤出机中；2)经平行双螺杆挤出机挤出，螺杆各段温度为：输送段140～170℃，压缩段150～180℃，熔融段160～190℃，机头160～180℃；3)经过压光机出来的板材，经过剥离、冷却至室温即可制得阻燃抑烟的PVC板材。本专利技术的阻燃抑烟机理在于：磷钼酸铁(Fe[PMo12O40])过渡金属盐，是一种非常独特的Keggin结构的杂多酸盐且含有四种元素的化合物(铁、磷、钼、氧)。其中铁、钼化合物都已经被证实具有抑烟性能；磷化合物属于膨胀型阻燃剂的气源与酸源，为抑烟性能保证前提条件。具体的，钼、铁均以Lewis酸抑烟机理与HCl反应形成强Lewis酸-XO2Cl2，通过氯化物的重复催化，进而发生Friedel–Crafts反应，形成多烯链的交联成炭，减少苯及芳烃的产量，从而起到抑烟作用，两元素协同促进PVC的抑烟性能。另外，钼对氮、磷的阻燃效果具有促进作用。PVC树脂粉用SG-5树脂，是基体；稳定剂是钙锌复合热稳定剂，提高PVC加工过程稳定性，而且是环保稳定剂；加工助剂为丙烯酸酯共聚物，简称ACR，促进PVC树脂塑化；润滑剂为石蜡和硬脂酸，石蜡是外润滑剂，硬脂酸为内润滑剂；填料为1250目轻质碳酸钙，促进PVC塑化，提高其韧性与拉伸强度；增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，简称MBS，提高体系韧性。本专利技术的有益效果在于：由磷钼酸和氢氧化铁为原料，采用水热法制备PVC板材的阻燃抑烟剂磷钼酸铁(Fe[PMo12O40])。磷钼酸铁阻燃抑烟剂能够提高PVC板材的氧指数，抑制PVC板材的发烟量，且效果明显。添加阻燃抑烟剂磷钼酸铁的PVC板材具有生产工艺简单，产率高，产物阻燃抑烟效果明显。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案作进一步说明，但并不局限于此，凡采用对本专利技术技术方案同等替换或修改，而不脱离本专利技术技术原理及主旨，均应涵盖在本专利技术要求的保护范围。实施例1分别将SG-5树脂100质量份、钙锌复合热稳定剂2.2质量份、丙烯酸酯共聚物2.5质量份、石蜡0.5质量份、硬脂酸0.3质量份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物4质量份、1250目碳酸钙12质量份、磷钼酸铁5质量份倒入高速搅拌机，启动搅拌机搅拌，当温度达到120℃左右时，搅拌2分钟，进入冷搅拌机60℃左右时将其排出并加入到挤出机中。其中挤出机输送段、压缩段、熔融段和机头各区的温度设定：Ⅰ160℃Ⅱ170℃Ⅲ180℃Ⅳ175℃压光机各个辊筒的温度设定：Ⅰ185℃Ⅱ190℃Ⅲ195℃Ⅳ190℃经过压光机出来的片材，经过剥离、冷却至室温即可制得阻燃抑烟的PVC片材。将获得的PVC板材进行阻燃抑烟性测试，结果得出氧指数40.37，最大烟密度(MSD)72.64，烟密度等级(SDR)53.98。实施例2分别将SG-5树脂100质量份、钙锌复合热稳定剂3质量份、丙烯酸酯共聚物2质量份、石蜡0.6质量份、硬脂酸0.4质量份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物3质量份、1250目碳酸钙11质量份、磷钼酸铁4质量份倒入高速搅拌机，启动搅拌机搅拌，当温度达到120℃左右时，搅拌2分钟，进入冷搅拌机60℃左右时将其排出并加入到挤出机中。其中挤出机输送段、压缩段、熔融段和机头各区的温度设定：Ⅰ160℃Ⅱ170℃Ⅲ180℃Ⅳ175℃压光机各个辊筒的温度设定：Ⅰ185℃Ⅱ190℃Ⅲ195℃Ⅳ190℃经过压光机出来的片材，经过剥离、冷却至室温即可制得阻燃抑烟的PVC片材。将获得的PVC板材进行阻燃抑烟性测试，结果得出氧指数42.43，最大烟密度(MSD)74.06，烟密度等级(SDR)54.45。实施例3分别将SG-5树脂100质量份、钙锌复合热稳定剂2质量份、丙烯酸酯共聚物2.7质量份、石蜡0.7质量份、硬脂酸0.5质量份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物5质量份、1250目碳酸钙10质量份、磷钼酸铁5质量份倒入高速搅拌机，启动搅拌机搅拌，当温度达到120℃左右时，搅拌2分钟，进入冷搅拌机60℃左右时将其排出并加入到挤出机中。其中挤出机输送段、压缩段、熔融段和机头各区的温度设定：Ⅰ160℃Ⅱ170℃Ⅲ180℃Ⅳ175℃压光机各个辊筒的温度设定：Ⅰ185℃Ⅱ190℃Ⅲ195℃Ⅳ190℃经过压光机出来的片材，经过剥离、冷却至室温即可制得阻燃抑烟的PVC片材。将获得的PVC板材进行阻燃抑烟性测试，结果得出氧指数42.92，最大烟密度(MSD)73.33，烟密度等级(SDR)55.12。实施例4分别将SG-5树脂100质量份、钙锌复合热稳定剂2.5质量份、丙烯酸酯共聚物2.6质量份、石蜡0.3质量份、硬脂酸0.3质量份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物5质量份、1250目碳酸钙15质量份、磷钼酸铁4质量份倒入高速搅拌机，启动搅拌机搅拌，当温度达到120℃左右时，搅拌2分钟，进入冷搅拌机60℃左右时将其排出并加入到挤出机中。其中挤出机输送段、压缩段、熔融段和机头各区的温度设定：Ⅰ160℃Ⅱ170℃Ⅲ180℃Ⅳ175℃压光机各个辊筒的温度设定：Ⅰ18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于，其组分及其重量份为：PVC树脂粉100质量份、稳定剂2～3质量份、加工助剂2～3质量份、润滑剂0.5～1质量份、增韧剂3～5质量份、填料8～15质量份、阻燃抑烟剂4～6质量份。

【技术特征摘要】
1.一种磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于，其组分及其重量份为：PVC树脂粉100质量份、稳定剂2～3质量份、加工助剂2～3质量份、润滑剂0.5～1质量份、增韧剂3～5质量份、填料8～15质量份、阻燃抑烟剂4～6质量份。2.根据权利要求1所述的磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于：所述的PVC树脂粉为SG-5树脂。3.根据权利要求1所述的磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于：所述的稳定剂是钙锌复合热稳定剂。4.根据权利要求1所述的磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于：所述的加工助剂为丙烯酸酯共聚物。5.根据权利要求1所述的磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于：所述的润滑剂为石蜡和硬脂酸。6.根据权利要求1所述的磷钼酸铁抑烟PVC板材，其特征在于：所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪煌，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42