CN104164024B - 一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料 - Google Patents
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Abstract
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料，由聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃增塑剂、无卤阻燃剂、热稳定剂、交联剂、发泡剂和可反应单体组成，各组分的重量比为100：5‑40：10‑40：10‑60：5‑20：10‑50：5‑60：5‑40；其制备步骤如下：1）将固态原料置于球磨混合机中混合均匀；2）加入液态原料混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；3）将预压料放入模具中塑化发泡得模压制品。本发明的优点是：该聚氯乙烯合金材料具有低密度高阻燃特点且制备成本低，可作为保温、隔热、隔音材料用于建筑、交通运输车辆、船舶、航空航天等工程领域。
Description
技术领域
本发明涉及硬质聚氯乙烯基发泡材料，特别是一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。
背景技术
高发泡泡沫塑料通常是指密度低于100kg/m3的泡沫塑料，具有质轻、热导率低、隔热、隔音性好、优良的缓冲性能和比强度高等优点，在建筑、交通运输、包装以及航天、国防等工业领域得到广泛应用。聚氯乙烯基低密度闭孔泡沫塑料不易受潮、耐酸碱腐蚀、具有阻燃性，可以应用在具有严格防火要求的设备如列车中。随着我国对火灾防范管理的加强,建材产品的防火性规范和标准的不断出台，未来防火材料的选择将成为建筑工程施工的重点，硬质高发泡聚氯乙烯材料的应用前景广阔。
硬质聚氯乙烯基发泡材料主要分两类，一类是低发泡产品，密度在500kg/m3左右；另一类是密度小于100kg/m3的高发泡产品，目前后者多为交联的硬质聚氯乙烯材料，主要用于承载构件夹层结构中的结构泡沫芯材，生产工艺复杂成本较高，且材料成型后即失去二次加工的流动性，不可回收。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在问题，提供一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料，与现有交联高发泡聚氯乙烯材料相比，该聚氯乙烯合金材料具有低密度高阻燃特点且制备成本低，可作为保温、隔热、隔音材料用于建筑、交通运输车辆、船舶、航空航天等工程领域。
本发明的技术方案：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料，由聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃增塑剂、无卤阻燃剂、热稳定剂、交联剂、发泡剂和可反应单体组成，聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃增塑剂、无卤阻燃剂、热稳定剂、交联剂、发泡剂和可反应单体的重量比为100：5-40：10-40：10-60：5-20：10-50：5-60：5-40。
所述聚合物增韧剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述阻燃增塑剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯辛酯和磷酸甲苯二苯酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌和氧化锑中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述热稳定剂为硬脂酸铅、三碱式硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTA)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚睛、碳酸氢钠、碳酸锌、碳酸镁、一氟二氯乙烷、环己烷、三氯甲烷、二氯甲烷和正戊烷中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述可反应单体为甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈和苯乙烯中的一种或两种以上任意比例的混合物。
一种所述半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃剂、固态发泡剂和热稳定剂按重量比置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料增塑剂、液态发泡剂、交联剂和可反应单体按重量比混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中在170-200℃和10-30MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在60-70℃湿热箱中处理12-72小时，即可制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。
本发明的优点是：该聚氯乙烯合金材料具有低密度高阻燃特点且制备成本低，可作为保温、隔热、隔音材料用于建筑、交通运输车辆、船舶、航空航天等工程领域。
具体实施方式
本发明突出的实质性特点和显著效果可以从下述的实施例得以体现，但它们不是对本发明作任何限制。
实施例1：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、丙烯酸酯共聚物、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化铝、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、磷酸三苯酯、丙烯腈和二甲基丙烯酸乙二醇酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、丙烯酸酯共聚物10g。 硬脂酸钙4g、硬脂酸锌2g、氢氧化铝8g、偶氮二甲酰胺3g和偶氮二异丁睛2g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯5g、丙烯腈10g和二甲基丙烯酸乙二醇酯16g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中在180℃和30MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在60℃湿热箱中处理72小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度90kg/m3，压缩强度1.0MPa，氧指数35。
实施例2：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、丙烯酸酯共聚物、硬脂酸铅、二盐基硬脂酸铅、聚磷酸铵、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚睛、磷酸三苯酯、丙烯腈和二甲基丙烯酸乙二醇酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、丙烯酸酯共聚物20g、 硬脂酸铅5g、二盐基硬脂酸铅10g、聚磷酸铵8g、偶氮二异丁酸二甲酯3g和偶氮二异庚睛3g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯5g、丙烯腈10g和二甲基丙烯酸乙二醇酯16g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中在190℃和20MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在65℃湿热箱中处理24小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度70kg/m3，压缩强度0.8MPa，氧指数36。
实施例3：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物1、硬脂酸铅、三碱式硫酸铅、氢氧化铝、硼酸锌、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁酸二甲酯、磷酸三苯酯、甲基丙烯酸甲酯、一氟二氯乙烷和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物10g、硬脂酸铅4g、三碱式硫酸铅14g、氢氧化铝8g、硼酸锌3g、偶氮二甲酰胺5g和偶氮二异丁酸二甲酯3g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯5g、甲基丙烯酸甲酯16g、一氟二氯乙烷30g和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中175℃和30MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在70℃湿热箱中处理12小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度50kg/m3，压缩强度0.53 MPa，氧指数36。
实施例4：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、丙烯酸酯共聚物、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化铝、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、磷酸三苯酯、苯乙烯、正庚烷、三氯甲烷和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、丙烯酸酯共聚物30g、硬脂酸钙6g、硬脂酸锌3g、氢氧化铝28g、偶氮二甲酰胺4g、偶氮二异丁睛3g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯15g、苯乙烯16g、正庚烷20g、三氯甲烷20g和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯16g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中180℃和15MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在70℃湿热箱中处理24小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度43kg/m3，压缩强度0.08MPa，氧指数33。
实施例5：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化镁、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、磷酸三苯酯、丙烯腈、一氟二氯乙烷、三氯甲烷和二甲基丙烯酸乙二醇酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物10g、硬脂酸钙8g、硬脂酸锌4g、氢氧化镁8g、偶氮二甲酰胺3g和偶氮二异丁睛2g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯5g、丙烯腈26g、一氟二氯乙烷10g、 三氯甲烷20g和二甲基丙烯酸乙二醇酯36g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中195℃和20MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在65℃湿热箱中处理36小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度45kg/m3，压缩强度0.082MPa，氧指数34。
实施例6：
一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，所述聚氯乙烯合金材料由聚氯乙烯树脂、氯化聚乙烯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化铝、偶氮二甲酰胺、偶氮二异庚睛、磷酸三苯酯、丙烯腈、环己烷、三氯甲烷和二甲基丙烯酸乙二醇酯组成，其制备步骤如下：
1）将固态原料聚氯乙烯树脂100g、氯化聚乙烯10g、硬脂酸钙6g、硬脂酸锌3g、氢氧化铝18g、偶氮二甲酰胺3g和偶氮二异庚睛2g用高速混合机充分混合置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2）将上述混合物与液态原料磷酸三苯酯15g、丙烯腈15g、环己烷20g、三氯甲烷30g和二甲基丙烯酸乙二醇酯15g混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3）将上述预压料放入模具中180℃和15MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在65℃湿热箱中处理30小时，即制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。检测表明：材料表观密度40kg/m3，压缩强度0.076MPa，氧指数33。
Claims (3)
1.一种半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料，其特征在于：由聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃增塑剂、无卤阻燃剂、热稳定剂、交联剂、发泡剂和可反应单体组成，聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、阻燃增塑剂、无卤阻燃剂、热稳定剂、交联剂、发泡剂和可反应单体的重量比为100：5-40：10-40：10-60：5-20：10-50：5-60：5-40。
2.根据权利要求1所述半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料，其特征在于：所述聚合物增韧剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述阻燃增塑剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯辛酯和磷酸甲苯二苯酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌和氧化锑中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述热稳定剂为硬脂酸铅、三碱式硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈、碳酸氢钠、碳酸锌、碳酸镁、一氟二氯乙烷、环己烷、三氯甲烷、二氯甲烷和正戊烷中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述可反应单体为甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈和苯乙烯中的一种。
3.一种如权利要求1所述半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)将固态原料聚氯乙烯树脂、聚合物增韧剂、无卤阻燃剂、发泡剂和热稳定剂按重量比置于球磨混合机中混合均匀，得到混合物；
2)将上述混合物与液态原料阻燃增塑剂、发泡剂、交联剂和可反应单体按重量比混合后置于捏合机中搅拌均匀制成预压料；
3)将上述预压料放入模具中在170-200℃和10-30MPa压力下塑化发泡得模压制品，然后将模压制品在60-70℃湿热箱中处理12-72小时，即可制得半互贯网络高发泡阻燃聚氯乙烯合金材料。
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