CN107987417A - 一种阻燃聚氯乙烯塑料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃聚氯乙烯塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂100‑200份、聚乙烯20‑40份、阻燃剂0.1‑5份、热稳定剂5‑10份、改性剂15‑22份、偶联剂1‑4份；所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠3‑7份、碳酸锂4‑6份、泥炭土1‑3份、葡萄糖酸钠2‑6份、碳酸镁晶须4‑9份、成炭剂2‑5份、烟道灰1‑2份、钢渣骨料1‑4份、海泡石绒4‑12份、锌皂2‑7份、石英砂1‑2份、空心玻璃微珠2‑10份。本发明的阻燃聚氯乙烯塑料具有优异的阻燃抑烟功能，且可有效提高聚氯乙烯塑料的物理性能和力学性能；该聚氯乙烯塑料中阻燃剂用量少，效果显著，可有效提高塑料安全性能。

Description

一种阻燃聚氯乙烯塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料，具体是一种阻燃聚氯乙烯塑料及其制备方法。
背景技术
PVC材料即聚氯乙烯，它是世界上产量最大的塑料产品之一。PVC塑料以其质轻美观、施工方便、阻燃性能好等优点，成为继钢材、木材、水泥之后的第四大类建筑材料，在建筑给排水、线管等领域得到广泛地应用。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，对光和热的稳定性差。作为建筑施工中使用频繁的PVC材料，若阻燃抑烟性能不高，不但不能在火灾现场起到阻止火势蔓延和减少有害烟雾产生，反而在一定程度上成为火灾肆虐的方便之门。因此提高PVC管道类产品的阻燃抑烟性能一直是业界研究的热点，也是各企业力求提升管道产品附加值和市场核心竞争力的有效手段。目前对于聚氯乙烯塑料的阻燃一般采用添加阻燃剂的方法，但是现有的阻燃添加剂添加量较大，且阻燃剂制备成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃聚氯乙烯塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂100-200份、聚乙烯20-40份、阻燃剂0.1-5份、热稳定剂5-10份、改性剂15-22份、偶联剂1-4份；所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠3-7份、碳酸锂4-6份、泥炭土1-3份、葡萄糖酸钠2-6份、碳酸镁晶须4-9份、成炭剂2-5份、烟道灰1-2份、钢渣骨料1-4份、海泡石绒4-12份、锌皂2-7份、石英砂1-2份、空心玻璃微珠2-10份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、阻燃剂2份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。
作为本发明进一步的方案：所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠5份、碳酸锂5份、泥炭土2份、葡萄糖酸钠4份、碳酸镁晶须6份、成炭剂4份、烟道灰1.6份、钢渣骨料2份、海泡石绒8份、锌皂6份、石英砂1.5份、空心玻璃微珠7份。
作为本发明进一步的方案：所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于80-95℃下球磨1-2h；然后加入葡萄糖酸钠、碳酸镁晶须和成炭剂，在65-80℃下球磨10-25min；然后加入对甲苯磺酸钠、碳酸锂和空心玻璃微珠，在100-150℃下混合25-40min，即得。
作为本发明进一步的方案：所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在60-80℃下混合20-40min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为139-145℃，模具成型温度为140-150℃。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)搅拌速度为105-200r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的阻燃聚氯乙烯塑料具有优异的阻燃抑烟功能，且可有效提高聚氯乙烯塑料的物理性能和力学性能；该聚氯乙烯塑料中阻燃剂用量少，效果显著，可有效提高塑料安全性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂100份、聚乙烯20份、阻燃剂0.1份、热稳定剂5份、改性剂15份、偶联剂1份；所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠3份、碳酸锂4份、泥炭土1份、葡萄糖酸钠2份、碳酸镁晶须4份、成炭剂2份、烟道灰1份、钢渣骨料1份、海泡石绒4份、锌皂2份、石英砂1份、空心玻璃微珠2份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于80℃下球磨1h；然后加入葡萄糖酸钠、碳酸镁晶须和成炭剂，在65℃下球磨10min；然后加入对甲苯磺酸钠、碳酸锂和空心玻璃微珠，在100℃下混合25min，即得。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在60℃下混合20min；(1)搅拌速度为105r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为139℃，模具成型温度为140℃。
实施例2
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂200份、聚乙烯40份、阻燃剂5份、热稳定剂10份、改性剂22份、偶联剂4份；所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠7份、碳酸锂6份、泥炭土3份、葡萄糖酸钠6份、碳酸镁晶须9份、成炭剂5份、烟道灰2份、钢渣骨料4份、海泡石绒12份、锌皂7份、石英砂2份、空心玻璃微珠10份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于95℃下球磨2h；然后加入葡萄糖酸钠、碳酸镁晶须和成炭剂，在80℃下球磨25min；然后加入对甲苯磺酸钠、碳酸锂和空心玻璃微珠，在150℃下混合40min，即得。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在80℃下混合40min；(1)搅拌速度为200r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为145℃，模具成型温度为150℃。
实施例3
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、阻燃剂2份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠5份、碳酸锂5份、泥炭土2份、葡萄糖酸钠4份、碳酸镁晶须6份、成炭剂4份、烟道灰1.6份、钢渣骨料2份、海泡石绒8份、锌皂6份、石英砂1.5份、空心玻璃微珠7份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于85℃下球磨1.6h；然后加入葡萄糖酸钠、碳酸镁晶须和成炭剂，在71℃下球磨15min；然后加入对甲苯磺酸钠、碳酸锂和空心玻璃微珠，在120℃下混合30min，即得。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在70℃下混合30min；搅拌速度为165r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为142℃，模具成型温度为143℃。
对比例1
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在70℃下混合30min；搅拌速度为165r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为142℃，模具成型温度为143℃。
对比例2
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、阻燃剂2份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：泥炭土2份、成炭剂4份、烟道灰1.6份、钢渣骨料2份、海泡石绒8份、锌皂6份、石英砂1.5份、空心玻璃微珠7份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于85℃下球磨1.6h；然后加入成炭剂，在71℃下球磨15min；然后加入空心玻璃微珠，在120℃下混合30min，即得。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在70℃下混合30min；搅拌速度为165r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为142℃，模具成型温度为143℃。
对比例3
一种阻燃聚氯乙烯塑料，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、阻燃剂2份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠5份、碳酸锂5份、葡萄糖酸钠4份、碳酸镁晶须6份。所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将葡萄糖酸钠和碳酸镁晶须在71℃下球磨15min；然后加入对甲苯磺酸钠和碳酸锂，在120℃下混合30min，即得。
一种阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在70℃下混合30min；搅拌速度为165r/min；(2)将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为142℃，模具成型温度为143℃。
实验例
实施例1-3和对比例1-3制备的阻燃聚氯乙烯塑料的性能测试，物理性能和力学性能按照GB/T10002.1-2006规定进行测试，阻燃性能按照加拿大标准CAN/ULC-S102.2斯坦纳隧道试验法规定测试。结果如下：
表1阻燃性能测试结构
项目 火焰传播指数 烟扩散值
实施例1 7 4
实施例2 8 3
实施例3 7 5
对比例1 80 800
对比例2 35 170
对比例3 18 125
表2物理性能和力学性能测试结构
项目 纵向收缩率％ 二氯甲烷浸渍实验 落锤冲击实验 液压实验
实施例1 2.1 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
实施例2 2.0 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
实施例3 2.2 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
对比例1 4.5 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
对比例2 6.2 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
对比例3 5.8 表面无变化 无破裂 无破裂无漏渗
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种阻燃聚氯乙烯塑料，其特征在于，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂100-200份、聚乙烯20-40份、阻燃剂0.1-5份、热稳定剂5-10份、改性剂15-22份、偶联剂1-4份；所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠3-7份、碳酸锂4-6份、泥炭土1-3份、葡萄糖酸钠2-6份、碳酸镁晶须4-9份、成炭剂2-5份、烟道灰1-2份、钢渣骨料1-4份、海泡石绒4-12份、锌皂2-7份、石英砂1-2份、空心玻璃微珠2-10份。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚氯乙烯塑料，其特征在于，包括以下按照重量份计的原料：聚氯乙烯树脂165份、聚乙烯30份、阻燃剂2份、热稳定剂7份、改性剂18份、偶联剂2份。
3.根据权利要求1所述的阻燃聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述阻燃剂包括以下重量份数的原料：对甲苯磺酸钠5份、碳酸锂5份、泥炭土2份、葡萄糖酸钠4份、碳酸镁晶须6份、成炭剂4份、烟道灰1.6份、钢渣骨料2份、海泡石绒8份、锌皂6份、石英砂1.5份、空心玻璃微珠7份。
4.根据权利要求1所述的阻燃聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：将泥炭土、海泡石绒、锌皂、烟道灰、钢渣骨料和石英砂混合，置于80-95℃下球磨1-2h；然后加入葡萄糖酸钠、碳酸镁晶须和成炭剂，在65-80℃下球磨10-25min；然后加入对甲苯磺酸钠、碳酸锂和空心玻璃微珠，在100-150℃下混合25-40min，即得。
5.根据权利要求1所述的阻燃聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述热稳定剂采用钙锌复合热稳定剂。
6.一种如权利要求1所述的阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚氯乙烯树脂、聚乙烯、阻燃剂、热稳定剂、改性剂和偶联剂混合，在60-80℃下混合20-40min；（2）将混合物置于双螺杆挤出机中塑化，模具成型，所述双螺杆挤出机机筒温度设置为139-145℃，模具成型温度为140-150℃。
7.根据权利要求6所述的阻燃聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，步骤（1）搅拌速度为105-200r/min。
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