CN109306136A - 一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，包括以下组分和重量份含量：聚氯乙烯80‑90份、钙粉10‑30份、抗氧化剂1‑5份、增塑剂1‑5份、催化剂1‑5份、玻璃纤维5‑8份、分散剂20‑25份、着色剂10‑20份、稳定剂1‑5份、阻燃剂5‑10份。本发明得到的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，适应温度范围宽，且污染小，阻燃性能优，燃烧发烟量少，制备方法简单，成本低。

Description

一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性技术领域，具体涉及一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯为一种半透明状、通用型热塑性合成树脂。聚氯乙烯具有优异的耐高温性、氧指数、耐化学试剂腐蚀、力学强度、机械强度等优势。聚氯乙烯被广泛应用于行李箱人造革、手提包人造革、农业生产薄膜、卡套、电缆管材、板材、线材等领域。
聚氯乙烯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℃，170℃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。
传统的制备工艺制备得到的聚氯乙烯的柔韧性较差，进而抗开裂、断裂的能力均较差。其次，聚氯乙烯的阻燃性能不够强。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明设计一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，包括以下组分和重量份含量：聚氯乙烯80-90份、钙粉10-30份、抗氧化剂1-5份、增塑剂1-5份、催化剂1-5份、玻璃纤维5-8份、分散剂20-25份、着色剂10-20份、稳定剂1-5份、阻燃剂5-10份，
所述抗氧化剂为亚磷酸酯、2,6-二叔丁基对甲酚的一种或两种，
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，
所述催化剂的载体为氮修饰的炭材料，该炭材料利用模板法制备得到；催化剂的活性中心为金、铂、钯三种贵金属中的一种，助剂为铜；其中铜在催化剂中质量分数不低于5％，贵金属在催化剂中的质量分数不高于1％，所述的炭材料前驱体为酞菁或铁酞菁中的一种，
所述玻璃纤维长度为3mm、直径6～12μm，属于无碱玻璃纤维，
所述分散剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种，
所述稳定剂为马来酸二丁锡和硫醇二丁锡中的一种或两种，
所述阻燃剂为高岭土45-55份、二甲基丙烯酸锌5-10份、三聚氰胺氰尿酸盐1-5份、纳米氮化硅5-10份、石墨烯2-3份、钛酸酯偶联剂0.5-1份、引发剂0.05-0.5份、去离子水50-100份。
所述催化剂的制备流程如下：将4g炭前驱体材料溶于120mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，依次加入500nm粒径的白炭黑和30％的50nm白炭黑乙二醇分散液；将所得混合液转移到皮氏培养皿中，置于100℃烘箱内烘干12h，将所得粉末在700～900℃下焙烧5h后，除去二氧化硅，随后用去离子水洗涤数遍，在70℃下烘干10～16h得到载体，记为pc-C；
配置Cu前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到Cu/pc-C；
配置贵金属前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到AuCu/pc-C或PtCu/pc-C或PdCu/pc-C。
所述催化剂的载体为氮修饰的炭材料，活性中心为金、铂、钯三种贵金属中的一种，助剂为铜。该催化剂载体采用模板法制备，且采用了含氮炭源，制备得到的载体性能优良，催化剂活性高、性质稳定，非常适于推广应用。
本发明还公开一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒制备方法，包括如下步骤：
a.将所有原料分别80℃干燥处理24h；
b.将干燥后的原料按配比在高速混合机混合均匀并加入双螺杆挤出机，在温度为190～200℃，转速为100～120r/min下熔融挤出，冷却、造粒得到改性阻燃聚氯乙烯塑料颗粒。
本发明得到的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，适应温度范围宽，且污染小，阻燃性能优，燃烧发烟量少，制备方法简单，成本低。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细叙述：该实施例在本发明技术方案前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1
本实施例提供的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，包括以下组分和重量份含量：聚氯乙烯80份、钙粉10份、抗氧化剂1份、增塑剂1份、催化剂1份、玻璃纤维5份、分散剂20份、着色剂10份、稳定剂1份、阻燃剂5份，
所述抗氧化剂为亚磷酸酯、2,6-二叔丁基对甲酚的一种或两种，
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，
所述催化剂的载体为氮修饰的炭材料，该炭材料利用模板法制备得到；催化剂的活性中心为金、铂、钯三种贵金属中的一种，助剂为铜；其中铜在催化剂中质量分数不低于5％，贵金属在催化剂中的质量分数不高于1％，所述的炭材料前驱体为酞菁或铁酞菁中的一种，
所述玻璃纤维长度为3mm、直径6～12μm，属于无碱玻璃纤维，
所述分散剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种，
所述稳定剂为马来酸二丁锡和硫醇二丁锡中的一种或两种，
所述阻燃剂为高岭土45份、二甲基丙烯酸锌5份、三聚氰胺氰尿酸盐1份、纳米氮化硅5份、石墨烯2份、钛酸酯偶联剂0.5份、引发剂0.05份、去离子水50份。
所述催化剂的制备流程如下：将4g炭前驱体材料溶于120mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，依次加入500nm粒径的白炭黑和30％的50nm白炭黑乙二醇分散液；将所得混合液转移到皮氏培养皿中，置于100℃烘箱内烘干12h，将所得粉末在700～900℃下焙烧5h后，除去二氧化硅，随后用去离子水洗涤数遍，在70℃下烘干10～16h得到载体，记为pc-C；
配置Cu前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到Cu/pc-C；
配置贵金属前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到AuCu/pc-C或PtCu/pc-C或PdCu/pc-C。
所述催化剂的载体为氮修饰的炭材料，活性中心为金、铂、钯三种贵金属中的一种，助剂为铜。该催化剂载体采用模板法制备，且采用了含氮炭源，制备得到的载体性能优良，催化剂活性高、性质稳定，非常适于推广应用。
本发明还公开一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒制备方法，包括如下步骤：
a.将所有原料分别80℃干燥处理24h；
b.将干燥后的原料按配比在高速混合机混合均匀并加入双螺杆挤出机，在温度为190～200℃，转速为100～120r/min下熔融挤出，冷却、造粒得到改性阻燃聚氯乙烯塑料颗粒。
实施例2
本实施例提供的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，其与实施例1的区别点在于所述阻燃聚氯乙烯塑料颗粒包括以下组分和重量份含量：聚氯乙烯90份、钙粉30份、抗氧化剂5份、增塑剂5份、催化剂5份、玻璃纤维8份、分散剂25份、着色剂20份、稳定剂5份、阻燃剂10份。
实施例3
本实施例提供的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，其与实施例1的区别点在于所述阻燃剂为高岭土55份、二甲基丙烯酸锌10份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、纳米氮化硅10份、石墨烯3份、钛酸酯偶联剂1份、引发剂0.5份、去离子水100份。

Claims (3)

1.一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，其特征在于，包括以下组分和重量份含量：聚氯乙烯80-90份、钙粉10-30份、抗氧化剂1-5份、增塑剂1-5份、催化剂1-5份、玻璃纤维5-8份、分散剂20-25份、着色剂10-20份、稳定剂1-5份、阻燃剂5-10份，
所述抗氧化剂为亚磷酸酯、2,6-二叔丁基对甲酚的一种或两种，
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，
所述催化剂的载体为氮修饰的炭材料，该炭材料利用模板法制备得到；催化剂的活性中心为金、铂、钯三种贵金属中的一种，助剂为铜；其中铜在催化剂中质量分数不低于5％，贵金属在催化剂中的质量分数不高于1％，所述的炭材料前驱体为酞菁或铁酞菁中的一种，
所述玻璃纤维长度为3mm、直径6～12μm，属于无碱玻璃纤维，
所述分散剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种，
所述稳定剂为马来酸二丁锡和硫醇二丁锡中的一种或两种，
所述阻燃剂为高岭土45-55份、二甲基丙烯酸锌5-10份、三聚氰胺氰尿酸盐1-5份、纳米氮化硅5-10份、石墨烯2-3份、钛酸酯偶联剂0.5-1份、引发剂0.05-0.5份、去离子水50-100份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氯乙烯塑料颗粒，其特征在于，所述催化剂的制备流程如下：
将4g炭前驱体材料溶于120mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，依次加入500nm粒径的白炭黑和30％的50nm白炭黑乙二醇分散液；将所得混合液转移到皮氏培养皿中，置于100℃烘箱内烘干12h，将所得粉末在700～900℃下焙烧5h后，除去二氧化硅，随后用去离子水洗涤数遍，在70℃下烘干10～16h得到载体，记为pc-C；
配置Cu前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到Cu/pc-C；
配置贵金属前驱体溶液，按照等体积浸渍法，将该溶液缓慢滴加到载体上，静置1h后，在100℃下烘干10h，得到AuCu/pc-C或PtCu/pc-C或PdCu/pc-C。
3.一种如权利要求1-2所述的阻燃聚氯乙烯塑料颗粒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将所有原料分别80℃干燥处理24h；
b.将干燥后的原料按配比在高速混合机混合均匀并加入双螺杆挤出机，在温度为190～200℃，转速为100～120r/min下熔融挤出，冷却、造粒得到改性阻燃聚氯乙烯塑料颗粒。
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