一种阻燃抑烟型PVC复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及PVC材料制备技术领域，具体涉及一种阻燃抑烟型PVC复合材料及其制备方法，该复合材料包括如下原料及其重量份：PVC树脂95‑110份、增塑剂35‑45份、稳定剂3‑6份、润滑剂0.2‑0.8份、阻燃抑烟剂4‑8份；所述阻燃抑烟剂由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成，所述苯基膦酸盐和三氧化二锑的质量比为1∶3。本发明专利技术所提供的阻燃抑烟型PVC复合材料，由苯基膦酸盐部分替代三氧化二锑制备而成，该盐既有金属盐的阻燃消烟性能，又增加了与PVC的相容性，同时又能发挥磷‑卤协同阻燃效应，使得所制备的PVC复合材料具有较好的阻燃消烟性能和力学性能。

A Flame Retardant and Smoke Suppression PVC Composite and Its Preparation Method

The invention relates to the technical field of preparation of PVC materials, in particular to a flame retardant and smoke suppressing PVC composite material and its preparation method. The composite material comprises the following raw materials and weight parts: 95 110 copies of PVC resin, 35 45 copies of plasticizer, 3 6 copies of stabilizer, 0.2 0.8 copies of lubricant, 4 8 copies of flame retardant and smoke suppressant, and the flame retardant and smoke suppressant is composed of phenylphosphonate and antimony trioxide. The mass ratio of phenylphosphonate and antimony trioxide is 1:3. The flame-retardant and smoke-suppressing PVC composite material provided by the invention is prepared by substituting phenylphosphonate for antimony trioxide partly. The salt not only has the flame-retardant and smoke-suppressing properties of metal salts, but also increases the compatibility with PVC. At the same time, it can exert the synergistic flame-retardant effect of phosphorus and halogen, so that the prepared PVC composite material has better flame-retardant and smoke-suppressing properties and mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃抑烟型PVC复合材料及其制备方法
本专利技术涉及PVC材料制备
，具体涉及一种阻燃抑烟型PVC复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯塑料(PVC)由于其优良的电性能、耐化学腐蚀性能、加工简单、价格低廉、容易改性等优点，被广泛应用于工业、农业、矿业、化工、电子电器及建筑行业等诸多部门。PVC可分为硬质和软质两大类，在世界范围内，硬质PVC产品应用比较普遍，但软质PVC在我国使用较为广泛。大部分软质PVC制品被应用于电子电器、电线电缆和建筑材料的生产过程中，因为这类材料对阻燃性能都有较高的要求，所以对软质PVC进行阻燃处理是很必要的。目前应用于PVC的阻燃剂主要有卤-锑协同阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂、无机阻燃剂等。其中，卤-锑协同阻燃剂中的锑化合物主要是三氧化二锑，单独使用三氧化二锑在增强阻燃效果的同时也增加了生烟量，且价格较高。有人利用硼酸锌部分替代三氧化二锑，取得到较好的阻燃消烟效果。石西昌、Lattimer，R.P.、涂洪斌、林安良等人发现，无机物中过渡金属氧化物和其它一些金属氧化物如氧化锌、氧化铜、氧化亚铜、氧化铁、五氧化二钒、二氧化钛、氧化钴、氧化钼、二氧化锰等都对PVC具有阻燃和消烟作用，主要作用表现为使PVC降解时较早脱离HCl，从而与过渡金属元素反应生成较强的路易斯酸，催化PVC的交联成碳，减少可燃性气体和芳香族产物的挥发，降低可燃性达到阻燃消烟的目的。但是由于无机金属盐与聚合物相容性差，对PVC的力学性能影响较大。因此，找到一种既具有阻燃消烟性能又对材料力学性能影响小的新型添加剂意义重大。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种阻燃抑烟型PVC复合材料及其制备方法。本专利技术包括以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种阻燃抑烟型PVC复合材料，包括如下原料及其重量份：PVC树脂95-110份、增塑剂35-45份、稳定剂3-6份、润滑剂0.2-0.8份、阻燃抑烟剂4-8份；所述阻燃抑烟剂由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成，所述苯基膦酸盐和三氧化二锑的质量比为1∶3。苯基膦酸盐具有一定的阻燃作用，且经过苯基膦酸盐在低添加量时与Sb2O3复配作为PVC的阻燃剂，可以得到比单独加入三氧化二锑更好的阻燃效果；苯基膦酸盐作为PVC的抑烟剂使用，可以起到良好的抑烟效果；苯基膦酸盐与Sb2O3复配作为PVC的阻燃剂，在一定程度上增加了与PVC的相容性，使样品的力学性能提高。优选地，所述稳定剂由二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅组成，所述二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅的质量比为1∶1。优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌。优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。第二方面，本专利技术提供了一种制备上述阻燃抑烟型PVC复合材料的方法，包括如下步骤：(1)、按照重量份配制各原料；(2)、用混合机将增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃抑烟剂与PVC树脂混合搅拌均匀；(3)、将步骤(2)中得到的产物用混炼机在155℃～160℃下混炼10min；(4)、将步骤(3)中得到的产物移入平板硫化机在160℃～170℃温度，10MPa～12MPa压力下热压5～8min；(5)、取出步骤(4)得到的产物自然冷却，得到阻燃抑烟型PVC。采用上述技术方案，包括以下有益效果：本专利技术所提供的阻燃抑烟型PVC复合材料，由苯基膦酸盐部分替代三氧化二锑制备而成，该盐既有金属盐的阻燃消烟性能，又增加了与PVC的相容性，同时又能发挥磷-卤协同阻燃效应，使得所制备的PVC复合材料具有较好的阻燃消烟性能和力学性能。附图说明图1为纯PVC、PVC/Sb2O3、PVC/二苯基膦钴/Sb2O3的热释放速率图；图2为纯PVC、PVC/Sb2O3、PVC/二苯基膦钴/Sb2O3的烟释放速率图。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。实施例1：本实施例提供了一种阻燃抑烟型PVC复合材料，包括如下原料：PVC树脂100克、增塑剂40克、稳定剂4克、润滑剂0.5克、阻燃抑烟剂6克；其中，所述阻燃抑烟剂由1.5克苯基膦酸盐与4.5克三氧化二锑组成。稳定剂由二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅组成，所述二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅的质量比为1∶1，即二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅各2克。所述稳定剂由2克二盐基亚磷酸铅和2克三盐基硫酸铅组成。本实施例中，优选地，润滑剂为硬脂酸锌，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。其中，苯基膦酸盐为二苯基膦酸锌、二苯基膦酸铁、二苯基膦酸镍、二苯基膦酸钴中的一种。另外，本实施例提供了一种制备上述阻燃抑烟型PVC复合材料的方法，其特包括如下步骤：(1)、按照上述重量份配制各原料；(2)、用混合机将增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃抑烟剂与PVC树脂混合搅拌均匀；(3)、将步骤(2)中得到的产物用混炼机在155℃～160℃下混炼10min；(4)、将步骤(3)中得到的产物移入平板硫化机在160℃～170℃温度，10MPa～12MPa压力下热压5～8min；(5)、取出步骤(4)得到的产物自然冷却，得到阻燃抑烟型PVC。其中，若苯基膦酸盐采用二苯基膦酸锌，其制备方法为：采用去离子水和乙醇，分别配制硫酸锌与二苯基膦酸的饱和溶液，将两种饱和溶液倒入100/ml烧杯中，用玻璃棒搅拌3分钟后过滤，将所得沉淀放入烘箱中干燥20分钟，得到二苯基膦酸锌。若苯基膦酸盐采用二苯基膦酸铁，其制备方法为：用去离子水和乙醇，分别配制三氯化铁与二苯基膦酸的饱和溶液，将两种溶液倒入100/ml烧杯中，用玻璃棒搅拌3分钟后过滤，将所得沉淀放入烘箱中干燥20分钟，得到二苯基膦酸铁。若苯基膦酸盐采用二苯基膦酸镍，其制备方法为：用去离子水和乙醇，分别配制硫酸镍与二苯基膦酸的饱和溶液，将两种饱和溶液倒入100/ml烧杯中，用玻璃棒搅拌3分钟后过滤，将所得沉淀放入烘箱中干燥20分钟，得到二苯基膦酸镍；若苯基膦酸盐采用二苯基膦酸钴，其制备方法为：用去离子水和乙醇，分别配制氯化钴与二苯基膦酸的饱和溶液，将两种饱和溶液倒入100/ml烧杯中，用玻璃棒搅拌3分钟后过滤，将所得沉淀放入烘箱中干燥20分钟，得到二苯基膦酸钴。对比实施例1：本实施例提供了一对比实验以验证由苯基膦酸盐部分替代三氧化二锑所制备PVC复合材料的阻燃抑烟性能。本对比实验所采用的实验仪器包括氧指数仪，仪器型号为JF-3，烟密度仪，仪器型号为JCY-2。实验数据如下：表1为加入苯基膦酸盐/Sb2O3的PVC样品的氧指数和烟密度对照表表1可以看出，由以上各组氧指数(LOI)测试结果可以看出，纯PVC氧指数为28.5，单独加入Sb2O3时的氧指数为34.1；在1.5g的添加量下，各组氧指数变化范围：总量不变的二苯基膦酸盐/Sb2O3氧指数为34.5～35.3，，均高于单独添加量为1.5g的Sb2O3的氧指数。根据以上分析得出，苯基膦酸盐具有一定的阻燃作用，且经过苯基膦酸盐在低添加量时与Sb2O3复配作为PVC的阻燃剂，可以得到比单独加入三氧化二锑更好的阻燃效果。由表1中烟密度数据可以看出，当苯基膦酸盐添加量在1.5g时，样品的最大烟密度和烟密度等级均低于未经抑烟处理的PVC和单独添加三氧化二锑的PVC样品。当苯基膦酸盐添加量为1.5g时，与未经抑烟苯基膦酸盐处理的PVC样品相比最大烟密度值都有不同程度上的降低，起到良好的抑烟效果。对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，包括如下原料及其重量份：PVC树脂95‑110份、增塑剂35‑45份、稳定剂3‑6份、润滑剂0.2‑0.8份、阻燃抑烟剂4‑8份；所述阻燃抑烟剂由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成，所述苯基膦酸盐和三氧化二锑的质量比为1∶3。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，包括如下原料及其重量份：PVC树脂95-110份、增塑剂35-45份、稳定剂3-6份、润滑剂0.2-0.8份、阻燃抑烟剂4-8份；所述阻燃抑烟剂由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成，所述苯基膦酸盐和三氧化二锑的质量比为1∶3。2.根据权利要求1所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，所述稳定剂由二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅组成，所述二盐基亚磷酸铅和三盐基硫酸铅的质量比为1∶1。3.根据权利要求1所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，包括如下原料及其重量份：PVC树脂100份、增塑剂40份、稳定剂4份、润滑剂0.5份、阻燃抑烟剂6份；其中，所述阻燃抑烟剂由1.5份苯基膦酸盐与4.5份三氧化二锑组成。4.根据权利要求3所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，所述稳定剂由2份二盐基亚磷酸铅和2份三盐基硫酸铅组成。5.根据权利要求1所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌。6.根据权利要求1所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。7.根据权利要求1所述的阻燃抑烟型PVC复合材料，其特征在于，所述苯基膦酸盐为二苯基膦酸锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，陈学习，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13