一种阻燃改性PVC膜制造技术

本发明专利技术公开了一种阻燃改性PVC膜，属于PVC膜技术领域，按照重量份计包括以下原料：PVC树脂100份、增塑剂50

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃改性PVC膜


[0001]本专利技术属于PVC膜
，具体地，涉及一种阻燃改性PVC膜。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯（PVC）是一种以氯乙烯为单体的线性高分子材料，是世界第二大通用塑料。PVC在建筑业、日用品、地板、电缆、皮革、薄膜、纤维等行业可见其身影，应用较为广泛。但是PVC为脆性材料，这限制了纯PVC塑料在薄膜领域的应用。在脆性PVC制品中添加增塑剂，可以使得PVC更易于加工成型，在薄膜领域具有巨大的市场应用前景。
[0003]虽然PVC树脂的氯含量大于50%，本身不能燃烧，但是大多数PVC制品都具有可燃性，尤其是PVC软制品，这是由于其加工过程中添加了大量不具阻燃性能的增塑剂，例如邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、己二酸二辛酯（DOA）和四戊酸季戊四醇酯（Pevalen）等。而将PVC膜用于墙纸、电热膜、印刷材料保护层、沥青防水卷材等领域时，考虑到使用安全性，需要提升膜的阻燃性能。添加阻燃剂是解决PVC膜阻燃性能的常见方法，常见的PVC阻燃剂为含磷阻燃增塑剂、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌等。
[0004]例如公开号为CN106633526A的专利公开了一种软质透明PVC阻燃薄膜的制备方法，阻燃增塑剂为三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)磷酸酯，然而该薄膜的氧指数为30％左右。该专利中添加的三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)磷酸酯虽然能够一定程度上提升PVC膜的阻燃性能，但是存在如下缺陷：1、三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)磷酸酯与PVC基体的相容性较差，难以分散均匀；2、三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)磷酸酯属于小分子化合物，存在稳定性差的缺陷；3、三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)磷酸酯属于P系阻燃，阻燃机制单一，阻燃效果有限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种阻燃改性PVC膜。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种阻燃改性PVC膜，按照重量份计，包括以下原料：PVC树脂100份、增塑剂50
‑
60份、阻燃剂10
‑
14份、改性氢氧化镁4
‑
6份、热稳定剂2
‑
3份；所述PVC膜通过如下步骤制备：在高速混合机中加入PVC树脂、增塑剂、阻燃剂、改性氢氧化镁和热稳定剂，高速混合至料温达到95
‑
105℃后排料至行星混合机，控制行星混合机的温度在140
‑
160℃使PVC塑化均匀后进入开放式炼塑机中，开炼机的物料通过单螺杆过滤机过滤杂质后直接上料到压延机（压延机的操作温度控制在165
‑
175℃之间），通过压延、冷却、卷取，得到PVC膜。
[0007]进一步地，所述增塑剂为DOP（邻苯二甲酸二辛酯）、DOA（己二酸二辛酯）和TOTM（偏苯三酸三辛酯）中的任一种或一种以上任意配比的混合物。
[0008]进一步地，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡和硬脂酸锌中的任一种或一种以上任意配比的混合物。
[0009]进一步地，所述改性氢氧化镁为经过硅烷偶联剂KH902或KH550表面处理后的纳米
氢氧化镁；通过硅烷偶联剂KH902或KH550对纳米氢氧化镁进行处理，一方面改善纳米氢氧化镁与聚合物基体的界面相容性，促进分散；另一方面，在纳米氢氧化镁表面接枝偶联剂分子，从而引入
‑
NH2，为改性氢氧化镁与阻燃剂产生化学作用奠定反应位点。
[0010]进一步地，所述阻燃剂通过如下步骤制备：S1、在三颈瓶中将2
‑
氨基
‑
1,3
‑
丙二醇溶于甲醇中，并加入三乙胺作为催化剂，搅拌混合均匀，再将二碳酸二叔丁酯溶于乙醚中，由恒压滴液漏斗逐滴滴入三颈瓶中，在2
‑
3℃条件下搅拌反应10h，加入水和乙醚，萃取，取乙醚相，旋转蒸发除去乙醚，最后用二氯甲烷和乙醚的混合液（二氯甲烷和乙醚的体积比1:1）进行重结晶提纯，得到中间体1；2
‑
氨基
‑
1,3
‑
丙二醇、三乙胺和二碳酸二叔丁酯的用量之比为9.1g:13mL:21.8g；通过二碳酸二叔丁酯与
‑
NH2的反应，对2
‑
氨基
‑
1,3
‑
丙二醇分子上的
‑
NH2通过叔丁基（Boc）进行保护，得到中间体1；
[0011]S2、在装有搅拌器、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，持续通入氮气10min后（对烧瓶内的空气进行置换），加入六氯环三磷腈、二氧六环和N,N
‑
二甲基苯胺，搅拌溶解均匀，然后滴加中间体1的二氧六环溶液，滴加过程中控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至100℃，保温反应15h，再降温至30℃以下，抽滤除去生成的N,N
‑
二甲基苯胺盐酸盐，滤液减压蒸馏除去二氧六环，用蒸馏水洗涤两次，分出下层有机相，然后加入乙酸乙酯，用无水硫酸钠进行干燥、抽滤，滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯，得中间体2；六氯环三磷腈、N,N
‑
二甲基苯胺、中间体1的用量之比为10.4g:21.8g:17.2g；将中间体2与THF（四氢呋喃）的氯化氢饱和液按照固液比1g:8
‑
10mL混合，室温下搅拌5h，过滤，滤饼用乙醚淋洗，真空干燥，得到中间体3；六氯环三磷腈与中间体1发生取代、环化反应，得到中间体2，中间体2在酸性条件下脱去Boc保护基团，得到
‑
NH2，获得中间体3，过程如下所示：
[0012]将DIC（N,N
‑
二异丙基碳二亚胺）、油酸、乙醚和乙酸乙酯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，通入氮气进行保护，搅拌溶解均匀后，将中间体3、三乙胺加入到体系中，并在室温以及N2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂（乙醚和乙酸乙酯），将去离子水加入到产物中，混合均匀，再用乙酸乙酯萃取，取有机层，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去乙酸乙酯，得到中间体4；DIC、油酸、中间体3、三乙胺的用量比为11.9g:25.4g:12.1g:9.1g；在DIC和三乙胺的作用下，油酸分子上的
‑
COOH与中间体3分子上的
‑
NH2发生酰胺
化反应，通过控制二者的摩尔比为3:1，得到中间体4，反应过程如下所示：
[0013][0014]S4、在带有搅拌装置的四口烧瓶中加入中间体4、AIBN（偶氮二异丁腈）和乙酸乙酯，搅拌溶解均匀并维持体系的温度在70℃，采用恒压滴液漏斗将巯基丙酸缓慢滴入烧瓶中，滴加完成后，于70℃恒温条件下搅拌反应4h，反应结束后，减压旋蒸除去大部分乙酸乙酯后，加入冷甲醇，析出沉淀，过滤，并用冷甲醇多次洗涤，滤饼真空干燥，得到阻燃剂；中间体4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃改性PVC膜，按照重量份计，包括以下原料：PVC树脂100份、增塑剂50
‑
60份、阻燃剂10
‑
14份、改性氢氧化镁4
‑
6份、热稳定剂2
‑
3份，其特征在于，所述阻燃剂通过如下步骤制备：S1、通过二碳酸二叔丁酯对2
‑
氨基
‑
1,3
‑
丙二醇上的氨基进行保护，得到中间体1；S2、在三口烧瓶中持续通入氮气10min后，加入六氯环三磷腈、二氧六环和N,N
‑
二甲基苯胺，搅拌溶解均匀，然后滴加中间体1的二氧六环溶液，滴加过程中控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至100℃，保温反应15h，再降温至30℃以下，后处理，得中间体2；将中间体2与THF的氯化氢饱和液混合，室温下搅拌5h，过滤，滤饼用乙醚淋洗，真空干燥，得到中间体3；S3、将DIC、油酸、乙醚和乙酸乙酯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，通入氮气进行保护，搅拌溶解均匀后，将中间体3、三乙胺加入到体系中，并在室温以及N2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将去离子水加入到产物中，混合均匀，再用乙酸乙酯萃取，取有机层，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去乙酸乙酯，得到中间体4；S4、在带有搅拌装置的四口烧瓶中加入中间体4、AIBN和乙酸乙酯，搅拌溶解均匀并维持体系的温度在70℃，采用恒压滴液漏斗将巯基丙酸缓慢滴入烧瓶中，滴加完成后，于70℃恒温条件下搅拌反应4h，反应结束后，减压旋蒸除去大部分乙酸乙酯后，加入冷甲醇，析出沉淀，过滤，并用冷甲醇多次洗涤，滤饼真空干燥，得到阻燃剂；所述改性氢氧化镁为经过硅烷偶联剂KH902或KH550表面处理后的纳米氢氧化镁。2.根据权利要求1所述的一种阻燃改性PVC膜，其特征在于，步骤S1的具体操作为：在三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鉴威，
申请(专利权)人：广东裕泰实业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：