低烟低卤PVC粒料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低烟低卤PVC粒料及其制备方法，属于聚氯乙烯材料加工技术领域，一种低烟低卤PVC粒料，以重量份数计，包括PVC树脂50份、填料8‑12份、增塑剂20‑30份、阻燃剂4‑6份、消烟剂2‑4份、阻燃增效剂0.8‑1份、稳定剂2‑3份以及润滑剂0.4‑0.6份；所述阻燃剂包括重量份数比为3:1:1的改性氢氧化铝、氧化亚铜以及氧化锡；所述消烟剂包括重量份数比为4:1:1的三氧化钼、二茂铁以及硼酸锌。本发明专利技术通过阻燃剂中的改性氢氧化铝、氧化亚铜、氧化锡，与消烟剂中的三氧化钼、二茂铁、硼酸锌相配合，可以提高PVC粒料的阻燃效果，降低烟密度，并且使PVC材料仍能具有良好的力学性能。

Low smoke and low halogen PVC granules and their preparation methods

The invention discloses a low smoke and low halogen PVC granule and its preparation method, belonging to the technical field of polyvinyl chloride material processing, a low smoke and low halogen PVC granule by weight, including 50 copies of PVC resin, 8_12 copies of filler, 20_30 copies of plasticizer, 4_6 copies of flame retardant, 2_4 copies of smoke suppressant, 0.8_1 copies of flame retardant synergist, 2_3 copies of stabilizer and 0.4_0.6 copies of lubricant. The combustion agent includes modified aluminium hydroxide, cuprous oxide and tin oxide with a weight ratio of 3:1:1; the smoke suppressant includes molybdenum trioxide, ferrocene and zinc borate with a weight ratio of 4:1:1. The invention can improve the flame retardant effect of PVC granules, reduce smoke density, and make the PVC materials still have good mechanical properties by combining modified aluminium hydroxide, cuprous oxide and tin oxide in the flame retardant with molybdenum trioxide, ferrocene and zinc borate in the smoke suppressant.

【技术实现步骤摘要】
低烟低卤PVC粒料及其制备方法
本专利技术涉及聚氯乙烯材料加工
，更具体的说，它涉及一种低烟低卤PVC粒料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是一种常用的塑料，其原料包括PVC树脂、增塑剂、填料以及防老剂，因其价格便宜，且具有良好的防水性、抗化学腐蚀性以及绝缘性，被广泛应用于汽车内饰件中。随着近年来火灾事故的频繁发生，对聚氯乙烯制品也有了阻燃性的要求，由于聚氯乙烯树脂本身的氧指数为45％，具有阻燃性，其作为阻燃材料具有很好的优势，但是由于PVC制品中通常需要加入增塑剂，增塑剂的加入会使聚氯乙烯的氧指数下降到20％左右，大大降低了其阻燃的作用；此外，由于聚氯乙烯的热稳定性很差，在100℃左右就会发生分解，分解时产生大量的烟雾，而火灾死亡人员中，有80％以上的人是因为吸入过多的有毒气体以及悬浮颗粒导致窒息而亡；因此开发阻燃消烟的聚氯乙烯是目前的热点。普通的PVC材料在燃烧时会产生大量烟雾，其最大烟密度高达720，在塑料中名列榜首；烟通常是材料热分解或不完全燃烧产生的悬浮在空腔中的细而分散的固体或液体颗粒，燃烧中的烟包括黑烟与白烟，黑烟是指在缺氧条件下燃烧气体产物中悬浮的固体颗粒，白烟是蒸汽凝结物等悬浮在空气中的微小颗粒。目前对PVC的阻燃的手段主要是，将阻燃剂添加到PVC树脂中，然后与其他的助剂经过混炼、挤出之后，得到PVC材料；由于有机类的阻燃剂在燃烧时会产生其他有毒物质，因此目前用于高分子材料的阻燃剂主要为无机类的阻燃剂。无机阻燃剂可以分为阻燃填充剂以及辅助阻燃剂；阻燃填充剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁碳酸钙等金属氧化物，辅助阻燃剂有锑系、锡系以及硼系等；其中，由于阻燃填充剂的价格低廉，不产生二次污染，是目前大量使用的阻燃剂；但是由于阻燃填充剂是通过金属氧化物产生的覆盖膜而使燃烧物隔绝空气，从而达到阻燃的目的，因此金属氧化物作为阻燃消烟剂时，加入量必须要比较大，才能起到作用，但是大量添加的金属氧化物又会损害PVC制品的力学性能，影响制品的品质；此外，由于金属氧化物是通过燃烧吸热产生水蒸气而进行阻燃，但在这种水蒸气又会使透光率下降，白烟增多，降低可见度，不利于火灾中的人员的逃生，因此传统的阻燃填充剂仍有很多的缺陷。因此如何在降低PVC材料烟密度的同时，降低对制品的力学性能的损失，是一个需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种低烟低卤PVC粒料，其通过阻燃剂中的改性氢氧化铝、氧化亚铜、氧化锡，与消烟剂中的三氧化钼、二茂铁、硼酸锌相配合，可以提高PVC粒料的阻燃效果，降低烟密度，并且仍能具有良好的力学性能。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低烟低卤PVC粒料，以重量份数计，包括PVC树脂50份、填料8-12份、增塑剂20-30份、阻燃剂4-6份、消烟剂2-4份、阻燃增效剂0.8-1份、稳定剂2-3份以及润滑剂0.4-0.6份；所述阻燃剂包括重量份数比为3:1:1的改性氢氧化铝、氧化亚铜以及氧化锡；所述消烟剂包括重量份数比为4:1:1的三氧化钼、二茂铁以及硼酸锌。通过采用上述技术方案，阻燃剂中采用粒径很小的改性氢氧化铝，可以增大其表面积，通过改性氢氧化铝、氧化亚铜以及氧化锡的协同，在用量较小时即可达到很好的阻燃效果，具有较高的阻燃效率；避免金属氧化物添加量过大时，对PVC力学性能的影响；消烟剂中的三氧化钼、二茂铁以及硼酸锌可以有效的降低聚氯乙烯燃烧时产生的烟雾，并且可以起到增强阻燃的作用。本专利技术进一步设置为：所述改性氢氧化铝采用如下方法制备：以重量份数计，向40份异丙醇中加入20份氢氧化铝，以2000r/min的速度对其搅拌5-10min；然后继续加入0.3-0.4份铝酸酯偶联剂以及0.2-0.24份十六烷基三甲氧基硅烷，升温至100-110℃，继续搅拌20min，降温至室温后，得到混合物；再将混合物研磨1-1.5h后，在100-120℃的温度下，干燥3-4h，冷却至室温，即得改性氢氧化铝。通过采用上述技术方案，氢氧化铝经过表面改性处理之后，得到改性氢氧化铝，能够增加其表面积，在较小用量时，即可获得较大的阻燃效率；降低其用量，可以降低因添加金属氧化物而对聚氯乙烯制品力学性能的损失。本专利技术进一步设置为：所述阻燃增效剂为重量份数比为2:1:1的乙酰丙酮镍、钼酸铵以及氯化石蜡。通过采用上述技术方案，乙酰丙酮镍、钼酸铵以及氯化石蜡复配使用时，可以进一步提高聚氯乙烯的阻燃性能，降低聚氯乙烯的烟密度，此外还可以提高聚氯乙烯的拉伸强度、弯曲性能以及抗冲击性能，弥补阻燃剂中金属氧化物的加入对聚氯乙烯性能的损失。本专利技术进一步设置为：所述增塑剂为重量份数比为1.5:1的对苯二甲酸二辛酯以及邻苯二甲酸二异辛酯。通过采用上述技术方案，对苯二甲酸二辛酯(DOTP)是聚氯乙烯塑料用的一种性能优良的主增塑剂，它邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)一起使用时，具有协同作用，可以提高聚氯乙烯制品的耐热性、耐寒性、难挥发、柔软性和电绝缘性能，可以明显改善聚氯乙烯制品中的持久性。本专利技术进一步设置为：所述稳定剂为钙锌稳定剂。通过采用上述技术方案，钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分复合而成，是一种良好的无毒稳定剂，其在PVC树脂的加工过程中，具有很好的分散性、相容性以及加工流动性，可以改善PVC的热稳定性。本专利技术进一步设置为：所述填料为碳酸钙以及滑石粉中的一种或它们的复合。通过采用上述技术方案，填料的添加可以提高PVC制品的硬度以及降低成本。本专利技术进一步设置为：所述润滑剂为重量比为3:1:1的聚乙烯蜡、微晶蜡、芥酸酰胺。通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡(PE蜡)具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性以及耐磨性，可以增加PVC制品的光泽和加工性能；微晶蜡无臭无味，可以提高PVC的加工性能；芥酸酰胺有良好的热稳定性，可以提高PVC制品的耐老化性能，且无毒无味，属于绿色助剂；通过聚乙烯蜡、微晶蜡以及芥酸酰胺的复合，能够发挥协同作用，提高PVC制品的耐热性，改善PVC制品的加工性能，提高产品的表面光泽度；此外为了提高产品硬度以及降低成本，PVC制品中需要添加填料，但是填料的加入会影响PVC制品的表面光泽，并且会降低加工性能；通过润滑剂的加入，可以改善填料带来的缺陷，进一步提高PVC制品的品质。本专利技术的目的之二在于提供一种低烟低卤PVC粒料的制备方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低烟低卤PVC粒料的制备方法，包括如下步骤：(1)按照比例，将PVC树脂、增塑剂、阻燃剂、消烟剂、阻燃增效剂以及稳定剂在20-30℃的温度下混合20-25min，然后再加入其余原料，在120-130℃的温度下捏合10-15min，得到混合物；(2)将混合物投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：110-120℃，二区120-130℃，三区130-140℃，四区125-135℃，模口温度为140℃，转速为30-40r/min，挤出造粒，得到低烟低卤PVC粒料。通过采用上述技术方案，将原料经过混合之后，然后经过双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却后，可以得到低烟低卤PCV粒料，具有良好的阻燃性能，可以降低聚氯乙烯燃烧时的烟密度，且不会引起聚氯乙烯力学性能的降低。综上所述，本专利技术相比于现有技术具有以下有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低烟低卤PVC粒料，其特征在于：以重量份数计，包括PVC树脂50份、填料8‑12份、增塑剂20‑30份、阻燃剂4‑6份、消烟剂2‑4份、阻燃增效剂0.8‑1份、稳定剂2‑3份以及润滑剂0.4‑0.6份；所述阻燃剂包括重量份数比为3:1:1的改性氢氧化铝、氧化亚铜以及氧化锡；所述消烟剂包括重量份数比为4:1:1的三氧化钼、二茂铁以及硼酸锌。

【技术特征摘要】
1.一种低烟低卤PVC粒料，其特征在于：以重量份数计，包括PVC树脂50份、填料8-12份、增塑剂20-30份、阻燃剂4-6份、消烟剂2-4份、阻燃增效剂0.8-1份、稳定剂2-3份以及润滑剂0.4-0.6份；所述阻燃剂包括重量份数比为3:1:1的改性氢氧化铝、氧化亚铜以及氧化锡；所述消烟剂包括重量份数比为4:1:1的三氧化钼、二茂铁以及硼酸锌。2.根据权利要求1所述的低烟低卤PVC粒料，其特征在于：所述改性氢氧化铝采用如下方法制备：以重量份数计，向40份异丙醇中加入20份氢氧化铝，以2000r/min的速度对其搅拌5-10min；然后继续加入0.3-0.4份铝酸酯偶联剂以及0.2-0.24份十六烷基三甲氧基硅烷，升温至100-110℃，继续搅拌20min，降温至室温后，得到混合物；再将混合物研磨1-1.5h后，在100-120℃的温度下，干燥3-4h，冷却至室温，即得改性氢氧化铝。3.根据权利要求1所述的低烟低卤PVC粒料，其特征在于：所述阻燃增效剂为重量份数比为2:1:1的乙酰丙酮镍、钼酸铵以及氯化石蜡。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：施一民，
申请(专利权)人：杭州以勒橡塑有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33