一种复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的聚氯乙烯基复合材料及其制备方法，将聚氯乙烯基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，挤出造粒，成型造粒来制备耐高温可陶瓷化的聚氯乙烯基复合材料。与传统的阻燃PVC材料相比，这种材料不仅在常温下具有普通硬质PVC材料的性能，而且在高温下会迅速形成具有一定强度的自支撑多孔陶瓷结构，不仅可以阻隔火焰继续蔓延，而且在遇水时也不会产生破裂。并且本发明专利技术提供的制备方法简单，易于大规模生产，可广泛地应用于建筑材料、包装材料、电子材料日用消费品等各个领域。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，具体而言，一种聚氯乙烯基复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工业化的树脂品种之一，也是五大通用合成塑料之一，具有良好的物理及力学性能，可用于生产建筑材料、包装材料、电子材料日用消费品等，被广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等领域，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。由于聚氯乙烯在建材上的广泛应用，因此，对其防火性能的要求不断提高，但是，相比于无机非金属材料，其耐热性能差，尤其是耐极限高温性能极差，一旦发生火灾，硬质阻燃PVC材料就会立即软化、热分解、燃烧、炭化，也就丧失了其防火，隔热的作用，虽然阻燃剂可以延缓燃烧的作用，但最终燃烧产物完全不具备防火作用。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术研究了一种聚氯乙烯基复合材料的制备方法，以提供一种具有良好的阻燃效果的聚氯乙烯基复合材料。本专利技术提供的复合材料的制备方法，包括：将聚氯乙烯基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，得到共混物；以及挤出所述共混物，得到造粒，成型所述造粒，得到复合材料。在上述制备方法中，所述聚氯乙烯基树脂、所述可陶瓷化粉末、所述助熔剂、所述有机纤维、所述无机纤维、所述阻燃剂、所述加工助剂的重量比为90～110：20～50：20～50：5～10：5～20：5～10：8～12。在上述制备方法中，所述可陶瓷化粉末选自硅灰石、云母粉、滑石粉、蒙脱土中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述助熔剂选自氧化钙、氧化镁、二氧化硅、萤石、氧化铝中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述有机纤维选自聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述无机纤维选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、氧化铝陶瓷纤维中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述阻燃剂选自溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述阻燃剂选自十溴二苯醚、二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、氯丹酸酐、磷酸三丁酯、三嗪及其衍生物、三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述加工助剂包括丙烯酸酯类共聚物、氯乙烯-苯乙烯-丙烯酸酯类多元共聚物、硅烷偶联剂、液体石蜡、硬脂酸中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，将共混后得到的混合物加入到双螺杆挤出机中进行挤出，得到所述造粒。在上述制备方法中，将所述造粒通过挤出机或注塑机成型，得到所述复合材料。由上述方法制备的复合材料。本专利技术提供的聚氯乙烯基复合材料的制备方法，将聚氯乙烯基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，挤出造粒，成型造粒来制备耐高温可陶瓷化的聚氯乙烯基复合材料。与传统的阻燃PVC材料相比，这种材料不仅在常温下具有普通硬质PVC材料的性能，而且在高温下会迅速形成具有一定强度的自支撑多孔陶瓷结构，不仅可以阻隔火焰继续蔓延，而且在遇水时也不会产生破裂。并且本专利技术提供的制备方法简单，易于大规模生产，可广泛地应用于建筑材料、包装材料、电子材料日用消费品等各个领域。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的耐高温可陶瓷化的聚氯乙烯基复合材料的制备方法，包括：首先，将聚氯乙烯(PVC)基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，得到共混物。在该步骤中，按重量份数，将90～110份聚氯乙烯基树脂、20～50份可陶瓷化粉末、20～50份助熔剂、5～10份有机纤维、5～20份无机纤维、5～10份阻燃剂、8～12份加工助剂搅拌共混，其中，可陶瓷化粉末选自硅灰石、云母粉、滑石粉、蒙脱土中的一种或多种的组合，从可陶瓷化粉末相互反应的角度考虑瓷化反应过程，通过复配不同比例的可陶瓷化粉末，来调控瓷化反应效果；助熔剂选自氧化钙、氧化镁、二氧化硅、萤石、氧化铝中的一种或多种的组合，助熔剂用以降低瓷化反应温度，使材料在更低温度下实现陶瓷化；有机纤维选自聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的一种或多种的组合，有机纤维在基体材料热解炭化后起到固定炭化层的作用，改善热解产物结构的稳定性，其中，利用纤维短切机对有机纤维进行剪断处理，得到短切有机纤维；无机纤维选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、氧化铝陶瓷纤维中的一种或多种的组合，无机纤维可以改善瓷化效果，提高反应产物的结构稳定性，其中，利用纤维短切机对无机纤维进行剪断处理，得到短切无机纤维；阻燃剂选自溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或多种的组合，阻燃剂选自十溴二苯醚、二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、氯丹酸酐、磷酸三丁酯、三嗪及其衍生物、三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种的组合，优选无机阻燃剂，一方面可以起到阻燃作用，一方面可以与瓷化粉末共同参与瓷化反应；加工助剂包括丙烯酸酯类共聚物(ACR)、氯乙烯-苯乙烯-丙烯酸酯类多元共聚物(SRC)、硅烷偶联剂、液体石蜡、硬脂酸中的一种或多种的组合，其中，SRC包括SRC-Q、SRC-P、SRC-X中的一种或多种的组合，ACR包括ACR401、ACR601中的一种或多种的组合，硅烷偶联剂包括型号为KH550、KH560、KH570的硅烷偶联剂中的一种或多种的组合。在该制备方法中，可陶瓷化粉末之间的熔点较高，相互之间发生反应的温度也较高，故需要根据不同的陶瓷化粉末添加不同比例的助熔剂，此外，聚氯乙烯基体材料热分解温度较低，热稳定性差，需要复合有机纤维以提高基体材料在初始分解时的强度。然后，挤出共混物，得到造粒，成型造粒，得到聚氯乙烯基复合材料。在该步骤中，将上述共混物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐高温可陶瓷化PVC基复合材料粒料。然后将上述造粒通过挤出机或注塑机等成型设备即可制备不同耐高温可陶瓷化PVC基复合材料。性能测试：采用万能试验机对复合材料试样的拉伸强度和断裂伸长率进行测试，测试标准按照GB/T528-2009进行测试，万能试验机的拉伸移动速率为500mms-1。采用邵氏硬度计测试复合材料邵氏硬度。采用万能试验机测试复合材料在600℃、800℃、1000℃的不同温度下热解后产物的弯曲强度，采用“三点弯曲法”进行测试，加载速率为2mm/min。实施例1按重量份数，将90份聚氯乙烯基树脂、20份硅灰石、20份氧化钙、5份短切聚对苯二甲酰对苯二胺、5份短切玻璃纤维、5份氢氧化镁、8份ACR401搅拌共混，然后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐高温可陶瓷化PVC基复合材料造粒，将该造粒通过挤出机成型，即可制备出可陶瓷化PVC基复合材料。实施例2按重量份数，将110份聚氯乙烯基树脂、50份云母粉、50份氧化镁、10份短切聚对苯撑苯并二噁唑纤维、20份短切碳纤维、10份氢氧化铝、12份硅烷偶联剂KH550本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将聚氯乙烯基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，得到共混物；以及挤出所述共混物，得到造粒，成型所述造粒，得到复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将聚氯乙烯基树脂、可陶瓷化粉末、助熔剂、有机纤维、无机纤维、阻燃剂、加工助剂搅拌共混，得到共混物；以及挤出所述共混物，得到造粒，成型所述造粒，得到复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氯乙烯基树脂、所述可陶瓷化粉末、所述助熔剂、所述有机纤维、所述无机纤维、所述阻燃剂、所述加工助剂的重量比为90～110：20～50：20～50：5～10：5～20：5～10：8～12。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可陶瓷化粉末选自硅灰石、云母粉、滑石粉、蒙脱土中的一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂选自氧化钙、氧化镁、二氧化硅、萤石、氧化铝中的一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机纤维选自聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的一种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41