一种改性氢氧化铝、阻燃聚氯乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性氢氧化铝、阻燃聚氯乙烯材料及其制备方法，所述改性氢氧化铝的制备方法为向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40‑50℃，搅拌速度为300‑500转/min，搅拌3‑5分钟，过滤，清洗，烘干；把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40‑50℃，搅拌速度100‑200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4‑6):100，制备得到改性氢氧化铝。本发明专利技术中的改性氢氧化铝添加份数较少的情况下，使得组合物在获得优异的阻燃能力的同时，还具有良好的力学性能尤其是抗冲击性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性氢氧化铝、阻燃聚氯乙烯材料及其制备方法
本专利技术属于改性材料领域，具体涉及一种改性氢氧化铝、阻燃聚氯乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinylchloride)，是氯乙烯单体(vinylchloridemonomer,简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，180℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加，其无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～200℃开始转变为粘流态。PVC同时具有较好的机械性能，其抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2，并且还具有优异的介电性能。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，同时在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。随着PVC需求量的增多，对PVC的性能也提出了更高的要求，在很多领域都要求PVC具有阻燃性。目前的阻燃PVC的制备，主要是在PVC基体材料中加入阻燃剂来实现的，氢氧化铝是目前无机环保型阻燃剂最主要的品种之一，其在阻燃剂的总用量中一直占有较高，保持在40％以上的比例。它具有阻燃、消烟、填充三个功能，且比卤、磷阻燃体系便宜，加上其不挥发，无毒，又可与多种物质产生协同阻燃作用，被誉为无公害无机阻燃剂。然而，市售的氢氧化铝粒径范围一般为10-20微米，其在基体材料中的添加量为30-70％，填充量较高，而这样的高填充量虽然提高阻燃性，但同时会导致组合物的抗冲击性能尤其是缺口抗冲击性能的严重下降，从而是组合物无法应用到对韧性与阻燃性能要求较高的领域。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种改性氢氧化铝，将市售的氢氧化铝阻燃剂通过改性处理得到改性后的氢氧化铝，其具有优异的阻燃性能。将其添加到聚氯乙烯中，在添加份数较少的情况下，使得组合物在获得优异的阻燃能力的同时，还具有良好的力学性能尤其是抗冲击性能，解决了现有的高填充量氢氧化铝阻燃剂提高组合物阻燃性的同时，冲击性能下降的问题。为了实现上述目的，本专利技术中的改性氢氧化铝，其由以下方法制备而成：(1)向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40-50℃，搅拌速度为300-500转/min，搅拌3-5分钟，过滤，清洗，烘干；(2)把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40-50℃，搅拌速度100-200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4-6):100，制备得到改性氢氧化铝。、本专利技术中首先将氢氧化铝与冰醋酸进行搅拌，再去除氢氧化铝表面杂志的同时，使得氢氧化铝表面被轻微腐蚀，增大其比表面积。然后向氢氧化铝表面喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，其非常适合超细氢氧化铝的偶联，且通过冰醋酸的轻微腐蚀作用，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与超细氢氧化铝的界面张力会大大增强，能够明显提高组合物的力学性能。进一步的，步骤(1)中，所述氢氧化铝为超细氢氧化铝，所述超细氢氧化铝中氢氧化铝含量≥96％、粒度为4微米、白度96。本专利技术还提供了一种阻燃聚氯乙烯材料，其由以下组分按照重量份制备而成：其中，所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：(1)向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40-50℃，搅拌速度为300-500转/min，搅拌3-5分钟，过滤，清洗，烘干；(2)把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40-50℃，搅拌速度100-200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4-6):100，制备得到改性氢氧化铝。进一步的，其由以下组分按照重量份制备而成：进一步的，所述聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯新料，所述硬质聚氯乙烯新料的聚合度在1000～2000。进一步的，所述ASA树脂的重均分子量为2-4万，在230℃、2.16kg的条件下熔融指数为15-20g/10min。进一步的，所述润滑剂为白油。进一步的，所述增韧剂为低密度聚乙烯与丁腈橡胶按照质量比为3:1混合而成。在阻燃性优异的前提下，为了进一步提高聚氯乙烯的效果，本专利技术中加入低密度聚乙烯与丁腈橡胶混合的增韧剂，能够明显大幅提高聚氯乙烯组合物的抗冲击性能。本专利技术还提供了一种上述阻燃聚氯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比将聚氯乙烯、ASA树脂、阻燃剂、氯化聚乙烯、增韧剂、抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂混合后，得到均匀的混合物料，其中，所述混合的具体工艺为于常温以150～200rpm的转速混合1～2min；将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒，制得所述阻燃聚氯乙烯。进一步的，所述双螺杆挤出机的各区工作温度为：一区160-180℃，二区180-200℃，三区200-210℃，四区220-230℃，五区220-230℃，六区220-230℃，转速为300-500rpm。本专利技术具有以下有益效果，本专利技术对氢氧化铝阻燃剂首先经过冰醋酸处理后再经过异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联，明显提高组合物的力学性能。本专利技术在聚氯乙烯材料中加入改性氢氧化铝，在其添加量仅为10-15份时，依然能具有优异的阻燃能力，同时其力学性能尤其是抗冲击性能也非常优异。此外氯化聚乙烯的加入，能够使阻燃剂预处理氢氧化铝、增韧剂、抗氧剂，均匀的分散在聚氯乙烯中，从而使得聚氯乙烯组合物的力学性能更加优异。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。以下实施例和对比例中的本专利技术聚氯乙烯生产厂家为北京化二股份有限公司，牌号SG25；ASA树脂生产厂家为台湾奇美，牌号ASA523。氢氧化铝为超细氢氧化铝，其中氢氧化铝含量》96％，粒度为4μm，白度96，为市售产品。增韧剂是将低密度聚乙烯与丁腈橡胶按照质量比为3:1混合制成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性氢氧化铝，其特征在于，其由以下方法制备而成：/n（1）向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40-50℃，搅拌速度为300-500转/min，搅拌3-5分钟，过滤，清洗，烘干；/n（2）把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40-50℃，搅拌速度100-200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4-6):100，制备得到改性氢氧化铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性氢氧化铝，其特征在于，其由以下方法制备而成：
（1）向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40-50℃，搅拌速度为300-500转/min，搅拌3-5分钟，过滤，清洗，烘干；
（2）把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40-50℃，搅拌速度100-200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4-6):100，制备得到改性氢氧化铝。


2.如权利要求1所述的改性氢氧化铝，其特征在于，步骤（1）中，所述氢氧化铝为超细氢氧化铝，所述超细氢氧化铝中氢氧化铝含量≥96%、粒度为4微米、白度96。


3.一种阻燃聚氯乙烯材料，其特征在于，其由以下组分按照重量份制备而成：
聚氯乙烯100份，
ASA树脂5-10份，
改性氢氧化铝10-15份，
氯化聚乙烯1-5份，
抗氧剂10100.5-2份，
抗氧剂1680.5-2份，
润滑剂3-8份；
其中，所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：
（1）向每1L冰醋酸中加入0.1kg氢氧化铝，升温至40-50℃，搅拌速度为300-500转/min，搅拌3-5分钟，过滤，清洗，烘干；
（2）把烘干后的氢氧化铝加入搅拌装置中，升温至40-50℃，搅拌速度100-200转/min，在搅拌的同时向其中喷洒异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，控制异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与氢氧化铝的质量比为(4-6):100，制备得到改性氢氧化铝。


4.如权利要求3所述的阻燃聚氯乙烯材料，其特征在于，其由以下组分按照重量份制备而成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，方永炜，梁娜，邵灵芝，王华，宋伟华，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34