CN114921035A - 一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法，该功能透明薄膜具有高弹性、高耐磨、阻燃、烟密度低、可见光透过率高、综合力学性能优异等特点，可以用于室内家具，也可以采用该技术利用挤出成型工艺生产高弹性、高耐磨、阻燃低烟增塑PVC透明管材。本发明的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其是由以下质量配比的原料制成：高聚合度聚氯乙烯树脂30～60份、交联聚氯乙烯树脂40～70份、非阻燃型增塑剂40～50份、阻燃型增塑剂0～10份、液体钙‑锌热稳定剂1.5～2.5份、丙烯酸酯类树脂加工助剂1～2份、润滑剂0.3～0.8份。

Description

一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯(PVC)功能薄膜及制备方法，更具体地说涉及一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法。
背景技术
增塑聚氯乙烯是指在PVC树脂中加入一定量的增塑剂、稳定剂以及其他所需要的助剂并经过特定的加工工艺而制得的制品。相比较未增塑的硬质PVC制品，增塑PVC制品具有良好的柔韧性、弹性和耐低温性能，这是因为增塑剂的加入导致PVC大分子链之间的距离加大和对极性氯原子的屏蔽作用使得极性大分子间的作用力减弱所致。由于目前商品化的PVC树脂主要采用悬浮聚合和乳液聚合的方法得到，平均聚合度(DP)大多在600～1500之间的线型结构，所以实际应用的增塑PVC制品也是以上述两种PVC树脂为主制备。悬浮聚合得到的PVC树脂由于电绝缘性能、透明性和力学性能好，因此平均聚合度1000～1500线型结构悬浮法PVC树脂与增塑剂混合后常常用于制备电线电缆、薄膜(尤其是透明薄膜)、鞋等增塑PVC塑料制品。乳液聚合得到的PVC树脂由于粒径小、与增塑剂混合后成糊性好，平均聚合度1200～1800线型结构乳液法PVC树脂与增塑剂混合后常常用于制备人造革、手套、墙纸、玩具、浸渍制品等增塑PVC塑料制品。
适用于增塑PVC制品中常用的增塑剂品种众多，主要有邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、偏苯三酸三酯类增塑剂、脂肪族二元酸酯类、环氧大豆油类、柠檬酸酯类、氯化石蜡类、线型聚酯型类、含氯磷酸酯类和其他等。其中邻苯二甲酸酯类增塑剂(如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等)、对苯二甲酸酯类增塑剂(如对苯二甲酸二辛酯等)、偏苯三酸三酯类增塑剂(偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三壬酯等)、脂肪族二元酸酯增塑剂(如己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等)、线型聚酯类增塑剂(如聚己二酸丙二醇酯等)、柠檬酸酯类增塑剂(如柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯等)、环氧大豆油类增塑剂等增塑剂结构中主要含有C、H、O等元素，自身具有可燃性，因此也称之为非阻燃型增塑剂。虽然PVC树脂结构中氯元素质量百分含量高达56％，自身阻燃性非常好，极限氧指数(LOI)大于45％，但是非阻燃型增塑剂的加入会大大降低增塑PVC塑料制品的阻燃性，例如在100份PVC树脂中加入40～60份的邻苯二甲酸酯类或对苯二甲酸酯类增塑剂以后得到增塑PVC塑料制品的极限氧指数降低至25％甚至更低，这种增塑PVC塑料制品的不阻燃性限制了其在许多场合的实际应用。为了解决上述添加较多的非阻燃性增塑剂导致增塑PVC制品阻燃性下降的问题，常常在配方中添加少量添加阻燃协效剂如三氧化二锑来解决。例如在100份PVC树脂中加入40～60份的邻苯二甲酸酯类或对苯二甲酸酯类增塑剂，同时加入3～5份三氧化二锑后制得的增塑PVC塑料制品的极限氧指数提高至30％甚至更高，解决了增塑PVC制品的阻燃性难题。但是由于三氧化二锑的折光指数(2.087)与PVC树脂折光指数(1.539)相差较大，添加三氧化二锑增塑PVC制品变得不透明，同样限制了这种阻燃增塑PVC制品在需要透明要求的场合应用。相对于非阻燃型增塑剂，还有一类阻燃剂由于结构中含有P、Cl等元素，例如含氯磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂，这类阻燃剂由于自身具有阻燃性，因此称之为阻燃型增塑剂。阻燃型增塑剂单独使用或以一定的比例加入PVC树脂中制得增塑PVC塑料制品具有优异的阻燃性能和透明性能。
近年来基于环保法规、保护环境和人与自然协调发展等因素方面的综合考虑，例如我国的GB/T 39498-2020《消费品中重点化学物质使用控制指南》以及欧盟的RoHS指令和REACH法规等环保法规的要求，PVC配方中的部分热稳定剂品种如铅和镉的氧化物或其盐类被禁止或限制使用，部分邻苯二甲酸酯类和短链氯化石蜡类增塑剂的使用同样受到限制，其用量在逐渐减少。由于聚氯乙烯树脂在高温时首先是主链发生脱氯化氢反应形成共轭多烯结构，其在燃烧过程中伴随着产生大量的黑色烟雾；含氯磷酸酯类、氯化石蜡类、邻苯二甲酸酯类和对苯二甲酸酯类等增塑剂品种在烧热过程中也存在同样产生大量黑色烟雾的问题，导致这类材料在极限氧指数、UL-94阻燃等级等阻燃性能测试过程中符合要求，但是在烟密度等相关阻燃性能测试过程中往往不符合要求。为了降低增塑PVC塑料制品的烟密度，现有的技术采用适当添加氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂的方法抑制其发烟量、降低烟密度，但是使用氢氧化镁、氢氧化铝同样导致薄膜丧失了透明性，不能制得透明性能优异的低烟阻燃增塑PVC透明薄膜或透明管材。
目前增塑PVC薄膜或管材大多选用平均聚合度DP＝1000或1300的悬浮法聚氯乙烯树脂，这样可以同时满足力学性能的要求和加工时所需的流动性能，但是这种相对较低聚合度的PVC制品得到的薄膜弹性或管材不好。现有技术中也有许多采用较高聚合度的PVC树脂加入增塑剂制得的薄膜弹性好，这是由于线型高聚合度PVC树脂分子量大、分子之间的物理交联点(缠结点)多，限制了线型大分子链之间的相对运动而提高增塑PVC薄膜的回弹性能。还有采用预交联PVC树脂制备弹性较好的增塑PVC薄膜，所谓预交联PVC树脂，也称之为化学交联PVC树脂，其原理是在PVC树脂的聚合反应的同时通过化学键在大分子链之间形成了稳定的三维网络状结构，与增塑剂混合后制备的增塑PVC薄膜或管材弹性非常优异。由于化学键的强烈束缚作用，极大地限制了大分子链的运动能力，在提高大分子弹性形变能力的同时会使大分子链的相对位移能力丧失，增塑PVC薄膜或管材难以成型加工。具有实际使用价值的交联PVC树脂是一种部分交联PVC树脂，它是一种两相结构聚合物，其中一相是化学交联结构的PVC树脂，另一相是线型结构的PVC树脂。这种两相结构由于其单体单元结构相同，因此具有非常好的相容性，其中三维交联的PVC树脂相提供增塑PVC制品优异弹性和提高阻燃性，线型结构的PVC树脂相提供加工增塑薄膜高温下的流动性和可加工性。现有技术中主要是针对中低聚合度PVC树脂的弹性不足，使用高聚合度PVC树脂或者部分交联结构的PVC树脂与增塑剂混合制备弹性较好的增塑PVC薄膜。
综上所述，现有技术主要采用中低聚合度PVC树脂与非阻燃型增塑剂、阻燃型增塑剂并用制备阻燃增塑PVC透明薄膜，虽然可见光透过率、极限氧指数、UL-94等阻燃性能指标可以满足要求，但是该薄膜的弹性、烟密度等相关阻燃性能测试指标达不到要求。也可以为了降低烟密度而不使用含氯磷酸酯类和氯化石蜡类阻燃型增塑剂，只采用中低聚合度PVC树脂与非阻燃型增塑剂并用，并加入阻燃剂三氧化二锑提高阻燃性能或通过加入氢氧化镁、氢氧化铝降低薄膜的烟密度，这样制得的增塑PVC薄膜可见光的透过率非常低，透明性丧失。尽管采用较高聚合度的PVC树脂或预交联PVC树脂加入增塑剂制得的薄膜弹性有一定的改善，但对于更高弹性和耐磨性需求的场合还需要进一步提升。现有技术目前还不能很好地解决行业对高弹性、高耐磨、阻燃低烟增塑PVC透明薄膜的高端需求。因此需要针对现有行业的不足，研发一种功能薄膜的材料选择与组成既符合环保法规要求，综合性能又好的增塑PVC功能薄膜及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，该功能透明薄膜具有高弹性、高耐磨、阻燃、烟密度低、可见光透过率高、综合力学性能优异等特点，弥补了目前阻燃增塑PVC透明薄膜烟密度较大的不足，满足了高端市场的特殊需求，可以用于室内家具用如餐桌或茶几的铺装、PVC地板表层的透明耐磨层、灯箱广告、汽车装饰贴膜等；也可以采用该技术利用挤出成型工艺生产高弹性、高耐磨、阻燃低烟增塑PVC透明管材。
本发明还提供该高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜的制备方法，制备方法条件温和，简单易行，成本低。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其是由以下质量配比的原料制成：
Figure BDA0003644486580000031
Figure BDA0003644486580000041
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案是所述的高聚合度聚氯乙烯树脂是采用悬浮法聚合方法合成的、平均聚合度在1700～2000之间的线型聚氯乙烯树脂一种或其组合。通常，增塑PVC薄膜大多使用平均聚合度DP＝1000或1300的悬浮法聚氯乙烯树脂，这样可以同时满足力学性能的要求和加工时所需的流动性能，但是这种较低聚合度的PVC制品得到的薄膜弹性不好。采用较高聚合度的PVC树脂加入增塑剂制得的薄膜弹性好，这是由于线型高聚合度PVC树脂分子量大、分子之间的物理交联点(缠结点)多，限制了线型大分子链之间的相对运动而提高增塑PVC薄膜的回弹性能；同时这种大分子之间的物理交联点(缠结点)对链段运动的束缚作用使分子之间的堆砌更加紧密，有效地提高增塑PVC薄膜在燃烧过程中物理结构(形状)的稳定性，改善增塑PVC的阻燃性能，提高其极限氧指数。平均聚合度在1700～2000的线型PVC树脂是比较合适的选择，能够平衡薄膜的弹性、加工流动性和改善阻燃性能。如果继续增加PVC树脂的聚合度，虽然可以适当提高薄膜的弹性，但是其加工流动性能变差，对阻燃性能的改善效果也不再显著。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的交联聚氯乙烯树脂是采用悬浮法聚合方法合成的具有部分交联结构的聚氯乙烯树脂的一种或其组合。更进一步的技术方案是所述的交联聚氯乙烯树脂是在聚合反应过程中形成的具有化学交联结构的聚氯乙烯树脂，其中不溶于良溶剂(所述的良溶剂为四氢呋喃)的凝胶质量百分含量为10～30％，而溶于良溶剂(如四氢呋喃)的溶胶部分平均聚合度为1300～1500。化学交联PVC树脂由于通过化学键在大分子链之间形成了稳定的三维网络状结构，与增塑剂混合后制备的增塑PVC薄膜弹性非常优异。由于化学键的强烈束缚作用，极大地限制了大分子链的运动能力，在提高大分子弹性形变能力的同时会使大分子链的相对位移能力丧失，增塑PVC薄膜难以成型加工。而部分交联PVC树脂是一种两相结构聚合物，其中一相是化学交联结构的PVC树脂，另一相是线型结构的PVC树脂。这种两相结构由于其单体单元结构相同，因此具有非常好的相容性，其中三维交联的PVC树脂相提供增塑薄膜优异弹性和提高阻燃性，线型结构的PVC树脂相提供加工增塑薄膜高温下的流动性和可加工性。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的非阻燃型增塑剂是分子量为1500～2000的聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯中的一种或其组合；所述的阻燃型增塑剂是三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯中一种，阻燃型增塑剂的用量为2-10份。非阻燃型增塑剂品种很多，主要包括邻苯二甲酸酯类增塑剂(如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等)、对苯二甲酸酯类增塑剂(如对苯二甲酸二辛酯等)、偏苯三酸三酯类增塑剂(偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三壬酯等)、脂肪族二元酸酯增塑剂(如己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等)、线型聚酯类增塑剂(如聚己二酸丙二醇酯等)、柠檬酸酯类增塑剂(如柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯等)、环氧大豆油类增塑剂等。选择聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯这三种增塑剂单独或者并用，除了它们是环境友好型增塑剂以外，在研究中还发现，相比较邻苯二甲酸酯类增塑剂、对苯二甲酸酯类增塑剂等最常用的，含有这三种增塑剂制备的增塑PVC薄膜具有较低的烟密度。虽然脂肪族二元酸酯增塑剂，如己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等增塑PVC时薄膜也具有较低的烟密度，但是这类增塑剂的分子量较小，加工和使用过程中容易挥发和向表面迁移。含氯磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂与PVC的相容性，是增塑PVC制品最常用的阻燃增塑剂，尤其是单独使用氯磷酸酯类增塑剂时制得的增塑PVC制品阻燃性和透明性都非常好，但是含氯磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂的增塑PVC燃烧过程中的发烟量非常大，其烟密度指标常常不能满足实际的使用要求。在不使用含氯阻燃增塑剂的增塑PVC制品中少量添加三氧化二锑或适当添加氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂均可以有效提高其阻燃性，添加氢氧化镁、氢氧化铝的增塑PVC制品的发烟量也可以得到有效抑制，但是薄膜丧失了透明性，不能制得透明性能优异的低烟阻燃增塑PVC透明薄膜。再进一步的技术方案是所述的非阻燃型增塑剂三种并用时，任一非阻燃型增塑剂用量不低于10份；所述的阻燃型增塑剂的用量为2-5份。任一用量不低于10份的非阻燃型增塑剂三种并用时，再与2～5份的任一阻燃增塑剂复配构成的增塑剂体系，制得的增塑PVC薄膜具有最低的烟密度等级。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的阻燃型增塑剂是三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯中一种，阻燃型增塑剂的用量为2-10份。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的丙烯酸酯类树脂加工助剂是采用溶液聚合方法制备的丙烯酸酯类树脂加工助剂。其加入对增塑聚氯乙烯薄膜的透明性没有影响。乳液聚合方法生产的丙烯酸酯类树脂加工助剂中由于含有一定量的乳化剂，会对增塑PVC薄膜的透明性产生影响。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的润滑剂是熔点100～110℃、羧基含量15～50mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200～300mPa.s的低密度氧化聚乙烯蜡。由于低密度氧化聚乙烯蜡的熔点在100～110℃之间，在PVC树脂与增塑剂的预混合阶段就可以使其熔化并包覆在PVC树脂的外表面，有利于降低大分子与加工设备之间的摩擦力，改善薄膜的加工流动性。此外，聚乙烯蜡中的羧基含量决定了其与聚氯乙烯树脂的相容性：如果聚乙烯蜡结构中完全不含有羧基，与聚氯乙烯树脂完全不相容，是典型的外润滑剂；如果聚乙烯蜡结构中含有一定量的羧基，此时与聚氯乙烯树脂有一定的相容性，其兼具有内外润滑作用；随着聚乙烯蜡结构中羧基含量的增加，与聚氯乙烯树脂相容性逐渐改善，其外润滑作用减弱、内润滑作用增强。选择低羧基含量(15～50mgKOH/g)的聚乙烯蜡是基于考虑其具有外润滑作用为主、内润滑为辅的综合效果。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度聚氯乙烯树脂和交联聚氯乙烯树脂，先启动低速混合模式混合均匀，加入液体钙-锌热稳定剂继续混合均匀；加入二分之一的非阻燃型增塑剂或二分之一的非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物，转入高速混合模式混合均匀，当温度升到70-80℃时，继续加入剩余的非阻燃型增塑剂或非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物并混合均匀；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入丙烯酸酯类树脂加工助剂、润滑剂继续混合均匀，直至料温升到90-100℃停止，最后将混合均匀的物料排至行星挤出机；
薄膜压延成型：物料排至行星挤出机塑化，再经过开炼机塑化、滤胶机过滤、四辊压延机薄膜成型、引离与压花、冷却与卷取后得到高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜；其中行星挤出机塑化参数为：一段温度控制160～170℃，二段温度控制150～160℃，喂料转速25-40rpm；开炼机塑化参数为：辊温控制150-170℃，转速40-60rpm；滤胶机过滤参数为：一区温度控制155～165℃，二区温度控制150～160℃，模头温度控制155～165℃；四辊压延机薄膜成型参数为：1#辊筒温度控制185-195℃、速度15-20m/min，2#辊筒温度控制185-195℃、速度25-30m/min，3#辊筒温度控制185-200℃、速度35-40m/min，4#辊筒温度控制150-165℃、速度35-40m/min；引离与压花参数为：一段引取轮1支，温度控制160-170℃、速度60-65m/min，二段引取轮2支，温度控制160-170℃，速度60-65m/min，三段引取轮2支，165-170℃，速度60-65m/min；冷却与卷取参数为：冷却辊筒温度控制20-35℃、速度65-70m/min，卷取速度70m/min。
本发明上述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜的制备方法，其进一步的技术方案是所述的低速混合模式的转速为400-500rpm，混合时间为1-2min；高速混合模式转速为800-1000rpm，混合时间为1-2min；所述的加入剩余的非阻燃型增塑剂或非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物并混合时间为1-2min；所述的加入丙烯酸酯类树脂加工助剂、润滑剂继续混合时间为2～3min。
本发明中，极限氧指数测定：按照GB/T 2406.2-2009标准进行，试样尺寸为80mm×10mm×4mm。使用南京江宁分析仪器有限公司的JF-3型氧指数测定仪进行测试。
垂直燃烧测试(UL-94)：根据美国UL-94标准进行，样品尺寸为130mm×13mm×2mm。将试样垂直放置，用规定高度的火焰对试样下端给火10s，记录离火后试样有焰燃烧的时间，待试样火焰熄灭后，再次给火，记录燃烧时间，重复5次累计燃烧时间总和来确定阻燃等级。
建材烟密度测试：按照GB/T 8627-2007标准进行，尺寸为25.4mm×25.4mm×4mm。试样的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD)通过南京江宁分析仪器有限公司的JCY-3A型建材烟密度测试仪测得。仪器校准后将待测样平放在钢丝网的中心位置，用压值为276KPa的液化石油气对样品进行燃烧，一共进行三次试验，每次试验4min，根据样品的光吸收率与时间的曲线可计算出三次试验后样品的SDR和MSD值。
透光率和雾度测试：按照ASTM D 1003标准进行，薄膜的尺寸为25mm×25mm×0.25mm。通过上海仪电物理光学仪器有限公司的WGW光电雾度仪测量薄膜的透光率和雾度，雾度以散射光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示，而透光率为透过试样的光通量与其入射光通量的百分比。一般来说，透光率越高，雾度越低，薄膜的光学性能就越好。
压缩永久变形测试：按照标准GB/T 7759.1-2015进行，样品为圆柱形，直径29.5mm、高度12.5mm。测试条件：70℃×22h，压缩率25±2％。
磨耗性能测试：按照标准GB/T1689-2014进行，测试样品尺寸220mm×12.7mm×2mm.采用江都明珠试验机械有限公司阿克隆磨耗试验机测试耐磨性能。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明克服了现有技术中制备增塑PVC功能薄膜时主要存在的以下不足，有针对性地进行配方和工艺设计，并加以创造性改进，具体效果如下：①采用高聚合度PVC与增塑剂混合制得的薄膜不仅弹性好，而且阻燃性更好。这是由于线型高聚合度PVC树脂分子量大、分子之间的物理交联点(缠结点)多，限制了线型大分子链之间的相对运动而提高增塑PVC薄膜的回弹性能；同时这种大分子之间的物理交联点(缠结点)对链段运动的束缚作用使分子之间的堆砌更加紧密，有效地提高增塑PVC薄膜在燃烧过程中物理结构(形状)的稳定性，改善增塑PVC的阻燃性能，提高其极限氧指数。尤其是选用平均聚合度在1700～2000的线型PVC树脂是比较合适的选择，能够平衡薄膜的弹性、加工流动性和改善阻燃性能。如果继续增加PVC树脂的聚合度，虽然可以适当提高薄膜的弹性，但是其加工流动性能变差，对阻燃性能的改善效果也不再显著。②化学交联PVC树脂由于通过化学键在大分子链之间形成了稳定的三维网络状结构，与增塑剂混合后制备的增塑PVC薄膜弹性非常优异，阻燃性也得到进一步改善。虽然完全交联PVC树脂的弹性和阻燃性更好，但是由于化学键的强烈束缚作用，极大地限制了大分子链的运动能力，在提高大分子弹性形变能力的同时会使大分子链的相对位移能力(流动性)丧失，增塑PVC薄膜难以成型加工。而部分交联PVC树脂是一种两相结构聚合物，其中一相是化学交联结构的PVC树脂，另一相是线型结构的PVC树脂。这种两相结构由于其单体单元结构相同，因此具有非常好的相容性，其中三维交联的PVC树脂相提供增塑薄膜优异弹性、耐磨性和提高阻燃性，线型结构的PVC树脂相提供薄膜高温下的可加工性。③采用平均聚合度1700～2000的线型高聚合度的PVC树脂和凝胶含量10～30％部分交联结构的PVC树脂并用，其效果优于单一使用线型高聚合度的PVC树脂或部分交联PVC树脂，可以在满足增塑PVC薄膜具有可加工流动性能的同时具有较好的弹性、耐磨性和阻燃性。④选择聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯这三种增塑剂单独使用，除了它们是环境友好型增塑剂以外，我们在研究中还发现，相比较邻苯二甲酸酯类增塑剂、对苯二甲酸酯类增塑剂等最常用的增塑剂品种，含有这三种增塑剂制备的增塑PVC薄膜具有更低低的烟密度，合适用量制备的增塑PVC薄膜极限氧指数可达28％以上，UL-94阻燃等级均满足V-0级。虽然脂肪族二元酸酯增塑剂，如己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等增塑PVC时薄膜也具有较低的烟密度，但是完成采用这类增塑剂制备的增塑PVC薄膜，由于增塑剂的分子量较小，加工和使用过程中容易挥发和向表面迁移，导致薄膜性能不稳定和长期使用过程中硬度增加。⑤如果选择聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯这三种增塑剂两种或者三种并用时，相比较单独使用一种增塑剂时，前者制备的增塑PVC薄膜具有更低的烟密度。⑥含氯磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂与PVC的相容性，是增塑PVC制品最常用的阻燃增塑剂，尤其是单独使用氯磷酸酯类增塑剂时制得的增塑PVC制品阻燃性和透明性都非常好，但是含氯磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂的增塑PVC燃烧过程中的发烟量非常大，其烟密度指标常常不能满足实际的使用要求。40～50份的偏苯三酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、聚己二酸丙二醇酯中的一种或其组合与0～10份阻燃增塑剂如三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯并用，在提高极限氧指数的同时，对增塑PVC薄膜的烟密度影响不大。⑦任一用量不低于10份的非阻燃型增塑剂三种并用时，再与2～5份的任一阻燃增塑剂复配构成的增塑剂体系，能够很好地平衡薄膜的阻燃性能、烟密度和可见光透过性等指标，制得的增塑PVC薄膜具有最低的烟密度等级且综合性能好，例如烟密度等级为61.6～62.1，最大烟密度74.5～75.8％，可见光透过率92.6～93.1％，雾都7.4～7.5％。⑧相比较线型中低聚合度PVC树脂的优异流动性与可加工性，高聚合度PVC树脂与部分交联型PVC树脂并用制备增塑PVC薄膜时塑化时间相对较长，选择溶液聚合方法制备的丙烯酸酯类树脂加工助剂，在改善增塑PVC薄膜塑化和加工性能的同时，其加入对增塑聚氯乙烯薄膜的透明性没有影响。⑨选择低密度氧化聚乙烯蜡作为润滑剂是因为其熔点与增塑PVC前期的预塑化工艺匹配性好，由于低密度氧化聚乙烯蜡的熔点在100～110℃之间，在PVC树脂与增塑剂的预混合阶段就可以使其熔化并包覆在PVC树脂的外表面，有利于降低大分子与加工设备之间的摩擦力，改善薄膜的加工流动性。⑩聚乙烯蜡中的羧基含量决定了其与聚氯乙烯树脂的相容性：如果聚乙烯蜡结构中完全不含有羧基，与聚氯乙烯树脂完全不相容，是典型的外润滑剂；如果聚乙烯蜡结构中含有一定量的羧基，此时与聚氯乙烯树脂有一定的相容性，其兼具有内外润滑作用；随着聚乙烯蜡结构中羧基含量的增加，与聚氯乙烯树脂相容性逐渐改善，其外润滑作用减弱、内润滑作用增强。选择低羧基含量(15～50mgKOH/g)的聚乙烯蜡是基于考虑其具有外润滑作用为主、内润滑为辅的综合效果，可以不需要再考虑添加其它的内、外润滑剂。⑾采用平均聚合度1700～2000的线型高聚合度的PVC树脂和凝胶含量10～30％部分交联结构的PVC树脂并用，吸收增塑剂的速度比平均聚合度1000～1300的PVC树脂更快，可以缩短在高速混合机中的预塑化时间；同时得到增塑PVC薄膜在长期的使用过程中增塑剂不易迁移至表面，性能更加稳定。
综上所述，本发明的增塑PVC功能薄膜由平均聚合度1700～2000的线型高聚合度的PVC树脂和凝胶含量10～30％部分交联结构的PVC树脂并用，可以在满足增塑PVC薄膜具有可加工性能的同时具有较好的弹性、耐磨性和改善阻燃性。采用40～50份的非阻燃型增塑剂如偏苯三酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、聚己二酸丙二醇酯中的一种或其组合可以制备低烟阻燃增塑PVC薄膜，若再与0～10份阻燃增塑剂如三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯并用，在提高极限氧指数的同时，增塑PVC薄膜还可以保持较低的烟密度、较高的可见光透过率。本发明的高弹性、高耐磨性、阻燃、低烟增塑PVC透明薄膜丰富了市场对高端弹性、耐磨、阻燃透明薄膜的需求。
本发明的PVC功能薄膜采用较高聚合度的PVC树脂和部分交联结构的PVC树脂并用，其目的除了使增塑PVC薄膜具有较好的弹性以外，同时进一步改善增塑PVC的阻燃性能。针对目前已有知识普遍认为含有苯环结构的增塑剂在与PVC混合制得的薄膜在燃烧过程中烟密度较大不适合用于制备阻燃低烟增塑PVC薄膜以及环氧大豆油等非含苯环结构增塑剂适合用于制备阻燃低烟增塑PVC薄膜，通过系统性研究得出：虽然邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类增塑剂与PVC混合制得的PVC薄膜燃烧时烟密度较大，但是并非所有的含有苯环结构的增塑剂都是如此，偏苯三酸三酯类增塑剂与PVC混合制得的PVC薄膜燃烧时烟密度却较小。同样环氧大豆油增塑剂等非含苯环结构增塑剂与PVC混合制得的PVC薄膜燃烧时烟密度也非常大，这些都是对现有认知或技术的创新性工作。我们提出采用非阻燃性增塑剂如偏苯三酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、聚己二酸丙二醇酯中的一种或其组合在一定的用量范围内与高聚合度PVC树脂、部分预交联PVC树脂并可以制备得到高弹性、高耐磨、阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，采用高聚合度PVC树脂与部分预交联PVC树脂并用，利用大分子之间的物理缠结和化学交联的共同作用保证材料燃烧过程中物理形状的稳定来提高增塑PVC的阻燃性能。同时，较多的偏苯三酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、聚己二酸丙二醇酯中的一种或其组合与少量的阻燃增塑剂如三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯并用，在提高极限氧指数的同时，对增塑PVC薄膜的烟密度影响不大。另外该功能薄膜的极限氧指数在28.3～30.5％之间、UL-94阻燃测试均达到V-0等级，烟密度等级<70，可见光透过率>90％、雾都<10％，压缩永久变形(70℃×22h)<50％，阿克隆磨耗<0.02cm3/1.61km，同时具有优异的力学性能。尤其是选择聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯这三种增塑剂两种或者三种并用时，实施例样品的烟密度等级均小于65，最低达61.6；最大烟密度均小于80％，最低达74.5％。
附图说明
图1部分实施例样品烟密度测试曲线。
图2部分对比例样品烟密度测试曲线。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1700)30，交联PVC树脂(凝胶含量30％，溶胶DP＝1300)70，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1500)50，液体钙-锌热稳定剂1.5，丙烯酸酯类加工助剂1，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点100℃、羧基含量15mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200mPa.s)0.5。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合2min，直至料温在90℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速25rpm。②开炼机塑化，辊温控制150℃，转速40rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制150℃，模头温度控制155℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制18℃、速度15m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制185℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制150℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制20℃、速度65m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例2
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝2000)40，交联PVC树脂(凝胶含量15％，溶胶DP＝1300)60，乙酰柠檬酸三丁酯45，液体钙-锌热稳定剂2.5，丙烯酸酯类加工助剂1，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点105℃、羧基含量30mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为260mPa.s)0.3。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到70℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合3min，直至料温在100℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制170℃，二段温度控制160℃，喂料转速40rpm。②开炼机塑化，辊温控制170℃，转速60rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制165℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制195℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制195℃、速度30m/min；3#辊筒温度控制200℃、速度40m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度40m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制170℃、速度65m/min；二段引取轮2支，温度控制170℃，速度65m/min，三段引取轮2支，170℃，速度65m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制35℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例3
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1800)50，交联PVC树脂(凝胶含量20％，溶胶DP＝1500)50，偏苯三酸三辛酯40，液体钙-锌热稳定剂2.0，丙烯酸酯类加工助剂1.5，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点100℃、羧基含量40mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为300mPa.s)0.6。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合1min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合3min，直至料温在95℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制165℃，二段温度控制155℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制160℃，二区温度控制1550℃，模头温度控制160℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制190℃、速度18m/min；2#辊筒温度控制190℃、速度28m/min；3#辊筒温度控制190℃、速度38m/min；4#辊筒温度控制160℃、速度38m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制165℃、速度62m/min；二段引取轮2支，温度控制165℃，速度62m/min，三段引取轮2支，165℃，速度62m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制25℃、速度68m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例4
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝2000)60，交联PVC树脂(凝胶含量20％，溶胶DP＝1400)40，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝2000)35，乙酰柠檬酸三丁酯10，液体钙-锌热稳定剂2.2，丙烯酸酯类加工助剂2，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点110℃、羧基含量35mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200mPa.s)0.8。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到80℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合1min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合2min，直至料温在90℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制170℃，二段温度控制160℃，喂料转速40rpm。②开炼机塑化，辊温控制170℃，转速60rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制165℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制195℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制195℃、速度30m/min；3#辊筒温度控制200℃、速度40m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度40m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制170℃、速度65m/min；二段引取轮2支，温度控制170℃，速度65m/min，三段引取轮2支，170℃，速度65m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制35℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例5
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1700)35，交联PVC树脂(凝胶含量25％，溶胶DP＝1500)65，乙酰柠檬酸三丁酯20，偏苯三酸三辛酯25，液体钙-锌热稳定剂1.8，丙烯酸酯类加工助剂2，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点110℃、羧基含量15mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为300mPa.s)0.5。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合2min，直至料温在95℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制165℃，二段温度控制155℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制160℃，二区温度控制1550℃，模头温度控制160℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制190℃、速度18m/min；2#辊筒温度控制190℃、速度28m/min；3#辊筒温度控制190℃、速度38m/min；4#辊筒温度控制160℃、速度38m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制165℃、速度62m/min；二段引取轮2支，温度控制165℃，速度62m/min，三段引取轮2支，165℃，速度62m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例6
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1700)45，交联PVC树脂(凝胶含量30％，溶胶DP＝1500)55，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1800)20，乙酰柠檬酸三丁酯15，偏苯三酸三辛酯15，液体钙-锌热稳定剂2.0，丙烯酸酯类加工助剂1，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点100℃、羧基含量50mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为300mPa.s)0.6。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到70℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合3min，直至料温在100℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速25rpm。②开炼机塑化，辊温控制150℃，转速40rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制150℃，模头温度控制155℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制18℃、速度15m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制185℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制150℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制20℃、速度67m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例7
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝2000)55，交联PVC树脂(凝胶含量30％，溶胶DP＝1300)45，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1600)45，三(2-氯丙基)磷酸酯5，液体钙-锌热稳定剂1.5，丙烯酸酯类加工助剂1.5，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点105℃、羧基含量35mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为250mPa.s)0.5。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合1min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合3min，直至料温在100℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速25rpm。②开炼机塑化，辊温控制150℃，转速40rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制150℃，模头温度控制155℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制18℃、速度15m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制185℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制150℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制20℃、速度65m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例8
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1800)50，交联PVC树脂(凝胶含量10％，溶胶DP＝1300)50，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1500)25，乙酰柠檬酸三丁酯25，三(2-氯乙基)磷酸酯10，液体钙-锌稳定剂2.5，丙烯酸酯类加工助剂2，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点110℃、羧基含量40mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200mPa.s)0.8。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合2min，直至料温在95℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制170℃，二段温度控制160℃，喂料转速40rpm。②开炼机塑化，辊温控制170℃，转速60rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制165℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制195℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制195℃、速度30m/min；3#辊筒温度控制200℃、速度40m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度40m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制170℃、速度65m/min；二段引取轮2支，温度控制170℃，速度65m/min，三段引取轮2支，170℃，速度65m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制35℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例9
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1700)45，交联PVC树脂(凝胶含量30％，溶胶DP＝1500)55，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1800)20，乙酰柠檬酸三丁酯10，偏苯三酸三辛酯10，三(2-氯丙基)磷酸酯2，液体钙-锌热稳定剂2.0，丙烯酸酯类加工助剂1，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点100℃、羧基含量50mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为300mPa.s)0.6。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到80℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合3min，直至料温在100℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速25rpm。②开炼机塑化，辊温控制150℃，转速40rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制150℃，模头温度控制155℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制18℃、速度15m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制185℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制150℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制20℃、速度67m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表1。
实施例10
原料配方(质量比，份)：高聚合度PVC树脂(DP＝1800)50，交联PVC树脂(凝胶含量10％，溶胶DP＝1300)50，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1500)15，乙酰柠檬酸三丁酯15，偏苯三酸三辛酯10，三(2-氯乙基)磷酸酯5，液体钙-锌稳定剂2.5，丙烯酸酯类加工助剂2，低密度氧化聚乙烯蜡(熔点110℃、羧基含量40mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200mPa.s)0.8。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度PVC树脂和预交联PVC树脂，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合2min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入加工助剂、润滑剂继续混合2min，直至料温在95℃左右停止，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：行星挤出机塑化：①一段温度控制170℃，二段温度控制160℃，喂料转速40rpm。②开炼机塑化，辊温控制170℃，转速60rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制165℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制195℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制195℃、速度30m/min；3#辊筒温度控制200℃、速度40m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度40m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制170℃、速度65m/min；二段引取轮2支，温度控制170℃，速度65m/min，三段引取轮2支，170℃，速度65m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制35℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
对比例1
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1000)100，有机锡稳定剂1.5，硬脂酸钙1.0，丙烯酸酯类加工助剂1，聚乙烯蜡0.8。
制备工艺：该对比例是未加入增塑剂的硬质PVC，采用实验室设备制样。首先准确称量PVC树脂、有机锡稳定剂、硬脂酸钙、丙烯酸酯类加工助剂和聚乙烯蜡于容器中搅拌均匀；控制开放式炼塑机的辊筒温度180℃加入上述混合料，待PVC树脂塑化包辊后打三角包薄通3次后出片。采用专用模具在180℃平板硫化机于10MPa条件下压制15～20min，然后迅速移至另一台可以通水冷却的平板硫化机上冷却至室温，取出样品并采用万能制样机或者专用裁刀制得测试所需的样条。
经检测其性能见表2。
对比例2
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1000)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，对苯二甲酸二辛酯50，聚乙烯蜡0.2。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例3
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1000)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，环氧大豆油50，聚乙烯蜡0.2。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例4
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1000)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，三(2-氯丙基)磷酸酯50，聚乙烯蜡0.2。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例5
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1000)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，三(2-氯乙基)磷酸酯50，聚乙烯蜡0.2。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例6
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1300)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1500)30，三(2-氯丙基)磷酸酯20，聚乙烯蜡0.3。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例7
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1300)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，聚己二酸丙二醇酯增塑剂(Mn＝1500)20，三(2-氯丙基)磷酸酯30，聚乙烯蜡0.3。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
对比例8
原料配方(质量比，份)：PVC树脂(DP＝1300)100，液体钙-锌热稳定剂2.5，对苯二甲酸二辛酯10，三(2-氯丙基)磷酸酯40，聚乙烯蜡0.3。
制备工艺：
增塑PVC粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入，先启动低速混合模式(转速450rpm)混合1min，加入液体热稳定剂继续混合1min。加入二分之一增塑剂后转入高速混合模式(转速900rpm)，当温度升到75℃时，继续加入剩余的增塑剂并混合4min；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入聚乙烯蜡继续混合2min，直至料温在100℃左右停止混合，最后将混合均匀的料排至行星挤出机。
增塑PVC薄膜压延成型工艺：①行星挤出机塑化：一段温度控制160℃，二段温度控制150℃，喂料转速30rpm。②开炼机塑化，辊温控制160℃，转速50rpm。③滤胶机过滤：一区温度控制155℃，二区温度控制160℃，模头温度控制165℃。④四辊压延机薄膜成型：1#辊筒温度控制185℃、速度20m/min；2#辊筒温度控制185℃、速度25m/min；3#辊筒温度控制180℃、速度35m/min；4#辊筒温度控制165℃、速度35m/min。⑤引离与压花：一段引取轮1支，温度控制160℃、速度60m/min；二段引取轮2支，温度控制160℃，速度60m/min，三段引取轮2支，165℃，速度60m/min。⑥冷却与卷取：冷却辊筒温度控制30℃、速度70m/min；卷取速度70m/min。
经检测其性能见表2。
表1实施例1～实施例10性能一览表
Figure BDA0003644486580000221
表2对比例1～对比例8性能一览表
方案 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8
极限氧指数(％) ＞35 23.4 24.3 ＞35 ＞35 31.0 32.2 33.1
UL-94测试等级 V-0 可燃 可燃 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
烟密度等级(％) 88.0 80.7 86.3 91.4 90.6 88.5 90.3 91.2
最大烟密度(％) 98.9 93.7 97.4 99.8 99.1 99.0 99.6 99.6
可见光透过率(％) 91.5 91.1 91.2 90.8 90.1 91.2 91.4 90.1
雾度(％) 8.9 9.4 8.7 10.6 11.3 11.9 13.8 12.3
拉伸强度(MPa) 56.6 22.2 21.8 24.8 23.8 24.2 24.8 27.0
断裂伸长率(％) 132 312 280 246 240 249 256 294
撕裂强度(kN/m) -* 74.1 72.4 82.1 81.5 80.3 81.6 83.1
压缩永久变形(％) -* 66 66 65 66 64 63 63
磨耗(cm<sup>3</sup>/1.61km) -* 0.042 0.045 0.040 0.043 0.035 0.036 0.038
*对于硬质PVC塑料制品，未测试撕裂强度、压缩永久变形和磨耗等指标。

Claims (10)

1.一种高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，由以下质量配比的原料制成：
Figure FDA0003644486570000011
2.根据权利要求1所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的高聚合度聚氯乙烯树脂是采用悬浮法聚合方法合成的、平均聚合度在1700～2000之间的线型聚氯乙烯树脂一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的交联聚氯乙烯树脂是采用悬浮法聚合方法合成的具有部分交联结构的聚氯乙烯树脂的一种或其组合。
4.根据权利要求3所述的部分交联聚氯乙烯树脂，其特征在于，所述的交联聚氯乙烯树脂是在聚合反应过程中形成的具有化学交联结构的聚氯乙烯树脂，其中不溶于良溶剂的凝胶质量百分含量为10～30％，而溶于良溶剂的溶胶部分平均聚合度为1300～1500。
5.根据权利要求1所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的非阻燃型增塑剂是分子量为1500～2000的聚己二酸丙二醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯中的一种或其组合；所述的阻燃型增塑剂是三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯中一种，阻燃型增塑剂的用量为2-10份。
6.根据权利要求5所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的非阻燃型增塑剂三种并用时，任一非阻燃型增塑剂用量不低于10份；所述的阻燃型增塑剂的用量为2-5份。
7.根据权利要求1所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的丙烯酸酯类树脂加工助剂是采用溶液聚合方法制备的丙烯酸酯类树脂加工助剂。其加入对增塑聚氯乙烯薄膜的透明性没有影响。
8.根据权利要求1所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜，其特征在于，所述的润滑剂是熔点100～110℃、羧基含量15～50mgKOH/g、140℃时Brookfield粘度为200～300mPa.s的低密度氧化聚乙烯蜡。
9.一种如权利要求1-8任一所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
粉料高速混合：在500L热混型高速混合机投入高聚合度聚氯乙烯树脂和交联聚氯乙烯树脂，先启动低速混合模式混合均匀，加入液体钙-锌热稳定剂继续混合均匀；加入二分之一的非阻燃型增塑剂或二分之一的非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物，转入高速混合模式混合均匀，当温度升到70-80℃时，继续加入剩余的非阻燃型增塑剂或非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物并混合均匀；当所有的增塑剂被树脂完全吸收后，加入丙烯酸酯类树脂加工助剂、润滑剂继续混合均匀，直至料温升到90-100℃停止，最后将混合均匀的物料排至行星挤出机；
薄膜压延成型：物料排至行星挤出机塑化，再经过开炼机塑化、滤胶机过滤、四辊压延机薄膜成型、引离与压花、冷却与卷取后得到高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜；其中行星挤出机塑化参数为：一段温度控制160～170℃，二段温度控制150～160℃，喂料转速25-40rpm；开炼机塑化参数为：辊温控制150-170℃，转速40-60rpm；滤胶机过滤参数为：一区温度控制155～165℃，二区温度控制150～160℃，模头温度控制155～165℃；四辊压延机薄膜成型参数为：1#辊筒温度控制185-195℃、速度15-20m/min，2#辊筒温度控制185-195℃、速度25-30m/min，3#辊筒温度控制185-200℃、速度35-40m/min，4#辊筒温度控制150-165℃、速度35-40m/min；引离与压花参数为：一段引取轮1支，温度控制160-170℃、速度60-65m/min，二段引取轮2支，温度控制160-170℃，速度60-65m/min，三段引取轮2支，165-170℃，速度60-65m/min；冷却与卷取参数为：冷却辊筒温度控制20-35℃、速度65-70m/min，卷取速度70m/min。
10.根据权利要求9所述的高弹性阻燃低烟增塑聚氯乙烯透明薄膜的制备方法，其特征在于，所述的低速混合模式的转速为400-500rpm，混合时间为1-2min；高速混合模式转速为800-1000rpm，混合时间为1-2min；所述的加入剩余的非阻燃型增塑剂或非阻燃型增塑剂与阻燃型增塑剂混合物并混合时间为1-2min；所述的加入丙烯酸酯类树脂加工助剂、润滑剂继续混合时间为2～3min。
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