一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板制造技术

一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板，其由PVC树脂、阻燃剂、成碳剂、增韧剂、热稳定剂、助剂依比例混合而成，其中所述成碳剂配合所述阻燃剂、热稳定剂的使用，可以提高所述PVC塑料板的阻燃性，且其成品具有低发烟特性，同时兼具优良的抗拉强度与耐冲击强度的物理性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板
本专利技术涉及一种高阻燃低发烟量的PVC塑料板，尤其涉及一种具有高阻燃、低发烟性质且所制成的PVC制品兼具优良高抗拉强度与耐冲击强度的塑料板。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)具有高延展性、热塑性、价格便宜等优点，应用范围极广，例如电线电缆、水管、橱柜家具等。因PVC中氯含量高达56％以上，使树脂本身具有难燃特性，也可作为阻燃材料。但因为PVC燃烧后，会释放大量黑烟，不但阻碍逃生视线，黑烟中含有盐酸与多苯结构的有毒气体，降低人员逃生存活率。现有技术中，美国专利US4670494A提出以硼酸锌、磷酸酯、溴化酸酯掺混入PVC材料，降低PVC燃烧时的发烟量。Carty提出锡酸盐、盐基性氧化铁及钼酸铵可有效抑制PVC燃烧时发烟量(Flame-retardancyandSmoke-suppressionStudiesonFerroceneDerivativesinPVC,AppliedOrganometallicChemistry,Volume10,Issue2,March1996,P.101–111)。美国专利公开号US2014/0336321A1教导使用磷化合物及膨胀石墨作为PVC材料的阻燃抑烟剂；美国专利US5891571A教导利用八钼酸铵、锡酸锌与三氧化二锑混炼加入PVC中，以有效抑制PVC燃烧的发烟量。综合以上观点，目前PVC抑烟、阻燃配方组成，汇整如下：(1)无机水合物：利用水合物脱水气化过程吸收燃烧热量使被燃物温度下降，达到阻燃效果，例如氢氧化铝、氢氧化镁等。但该水合物须添加大量才有明显效果(一般添加量为50～150phr)。如此大量的添加，不仅增加制程的困难度，且PVC成品的物理性能易受影响，往往无法满足商业上的需求。(2)硼酸锌系：可在燃烧物表面形成阻隔层，但无法阻隔温度，且减降烟量效果有限，防火效果不佳。(3)锡酸盐、钼酸铵等无机物：虽然效果明显，但价格昂贵，一般添加量10～20phr条件下，PVC制品的成本将提高2-3倍。(4)氧化锌、氧化锑系：会提升PVC的难燃性，但无法有效抑降发烟量，且会有燃烧时排放锑酸气的问题。(5)添加磷酸盐与膨胀石墨系：防火功能明显，但发烟量的减降有限，且价格昂贵。综合以上观点，现有阻燃配方需添加量大且价格昂贵，不能满足目前PVC塑料成本的需求，而且抗拉强度与耐冲击强度的物理性能均变差。
技术实现思路
为此，本专利技术的主要目的即在揭示一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板，同时具有优良物理性能的高抗拉强度与耐冲击强度的塑料板，其由PVC树脂、阻燃剂、成碳剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧化剂依比例混合而成，为了兼顾高阻燃性、低发烟量及优良物理性能，本专利技术利用阻燃剂、成碳剂、热稳定剂具有协同作用，降低各剂用量，以确保优良物理性能及用料成本，其中所述成碳剂配合所述阻燃剂及热稳定剂的使用，可以提高所述PVC塑料板的阻燃性，使得所制成的PVC制品具低发烟特性，且PVC塑料板还具优良机械性能。本专利技术的一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板，具高阻燃性、低发烟量及优异的抗拉强度与耐冲击强度的物理性能，其树脂组合物包含：(1)PVC树脂，聚合度介于500～2000之间，100重量份；(2)含磷阻燃剂1～10重量份；(3)成碳剂0.5～3重量份；(4)增韧剂1～10重量份；(5)热稳定剂1～5重量份；(6)润滑剂1～3重量份；(7)抗氧化剂0.1～1重量份。其中，本专利技术导入成碳剂的目的，在于转变PVC树脂燃烧反应，增加燃烧后残碳，降低苯类挥发物，进而降低黑烟，且此成碳剂具有热安定功能，也可作为PVC树脂的稳定剂。所述PVC塑料板具有高阻燃、低发烟量及高机械强度等特性。其中，阻燃性评估以总释放热小于30MJ/m2及热释放速率峰值小于100kw/m2为主；发烟量评估依照ASTME662烟浓度测试标准，以有焰环境下测得最大光学密度值(Dm)小于500；机械强度以ASTMD638抗拉强度规范，数值大于580kg/cm2，ASTMD638IZOD冲击强度规范，数值大于5kgcm/cm等以上标准。所述PVC树脂是由氯乙烯(vinylcholoride；VC)单体经聚合反应而成的热塑性高分子聚合物，其平均聚合度(AverageDegreeofpolymerization，DP)介于500～2000之间。而且，所述PVC树脂可经由悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法或溶液聚合法进行制备，其中所使用PVC树脂种类，其制法可单独使用或一种以上混合并用。所述含磷阻燃剂选自下列化学结构式(I)、(II)、(III)或(IV)的含磷化合物中的一种以上：1.六氯环三磷腈(Phosphonitrilicchloridetrimer)；2.聚(二(苯氧基)偶磷氮烯)(Hexaphenoxycyclotriphosphazene)；3.磷酸三苯酯(Triphenylphosphate)；4.异丙基化磷酸三苯酯(Isopropylphenylphosphate)；本专利技术的阻燃剂添加量每100重量份PVC树脂添加1～10重量份阻燃剂，添加大于10重量份，其燃烧发烟量反而增加。PVC预热裂解时，C-Cl键先断链，并在碳链上形成双键。而双键在化学结构上分成顺式结构与反式结构。若连续三个C-Cl键断链，且成为三个连续顺式(CIS)结构下，则燃烧裂解物就具有苯环结构，进而形成双苯结构的戴奥辛。因此，成碳剂的目的为帮助C-Cl断键后形成反式(trans)双键，避免高分子形成环状，进而减少毒性气体产生。所述成碳剂可选用路易斯酸的化合物，如氯化锌、氯化铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氯化羟铝等。其中，硬脂酸锌与硬脂酸钙亦可作为PVC热稳定剂使用，还具有加工润滑性，其与PVC中的氯原子结合后，即反应成氯化锌与氯化钙。所述成碳剂与稳定剂可同时选用硬脂酸锌与硬脂酸钙，两者混合使用更具相乘效果，其有效比例硬脂酸锌：硬脂酸钙为1/2～1/1，所述成碳剂的添加量为0.5～3重量份，但以1～1.8重量份为佳。所述增韧剂是用于提高本专利技术的PVC树脂组合物的韧性，可选自氯化聚乙烯(CPE)、PVC-橡胶接枝共聚物、PVC-橡胶共聚物、热塑性聚氨酯(TPU)、聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯酸酯类共聚物(ACR)、丙烯晴-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-及苯乙烯三元共聚物(MBS)、聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯共聚物(SIS)、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、三苯基氧化膦(TPO)或1,1,2,2-四苯乙烯(TPE)、热塑性动态硫化橡胶(TPV)、丁腈橡胶(NBR)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或三元乙丙橡胶(EPDM)中的一种以上。所述热稳定剂选自硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸钙(CaSt)、硬脂酸钡(BaSt)，有机锡类热稳定剂，稀土类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、环氧化合物类热稳定剂或多元醇类热稳定剂中的一种以上的组合，其中有机锡类热稳定剂可选自含硫有机锡或有机锡羧酸盐，稀土类热稳定剂可选自镧、铈、镨、钕等元素的单一体或混合体，环氧化合物类热稳定剂可选自环氧大豆油或环氧脂，多元醇类热稳定剂可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板，其组合物包含：

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃、低发烟量的PVC塑料板，其组合物包含：2.如权利要求1所述的PVC塑料板，其中，所述成碳剂选自硬脂酸锌与硬脂酸钙的混合物，且硬脂酸锌:硬脂酸钙的比例为1/2～1/1。3.如权利要求1或2所述的PVC塑料板，其中，所述成碳剂添加量为1～1.8重量份。4.如权利要求1所述的PVC塑料板，其中，所述增韧剂选自氯化聚乙烯(CPE)、PVC-橡胶接枝共聚物、PVC-橡胶共聚物、热塑性聚氨酯(TPU)、聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯酸酯类共聚物(ACR)、丙烯晴-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-及苯乙烯三元共聚物(MBS)、聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯共聚物(SIS)、聚苯乙烯-聚乙烯-聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖德超，徐森煌，黄致豪，
申请(专利权)人：南亚塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71