CN87105382A - 含无机物质的氯化聚氯乙烯树脂的发泡制品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种含无机物质的氯化聚氯乙烯树脂的发泡制品,制品在200℃下加热1小时后,尺寸保持率不低于70%,制品的膨胀率不小于5倍;一种制备该发泡制品的方法,该方法包括下列步骤,即将含有氯化聚氯乙烯树脂、无机物质、化学性发泡剂和溶剂的混合物捏和以制备可发泡组合物,将制得的组合物装入可闭合的模具中,在压力下于模具中加热可发泡组合物,生成氯化聚氯乙烯树脂凝胶和使所述的化学性发泡剂分解,和在适合于可发泡组合物膨胀的温度下开模以便得到发泡制品。
Description
本发明涉及一种含无机物质的氯化聚氯乙烯树脂(氯化氯乙烯树脂在下文中称为“CPVC”)的发泡制品及其制造方法,更具体地说,涉及这样一种含无机物质的CPVC的发泡制品,该含无机物质的CPVC具有CPVC的原来特性,由其制得的发泡制品产生的热量和烟都很少且具有极好的耐热性和热火性,而且当所得的发泡制品置于高温环境中时(例如在200℃下放置1小时)其尺寸稳定性即所谓保持率高,因此适合于作隔热材料、建筑材料、化工设备零件、电气设备、车辆零件等等。
CPVC由于其所含的元素中有氯而本质上具有耐火性,而且CPVC具有这样的特性,即由其制得的制品在强制燃烧时产生的热量和烟都很少。
因此,至今人们一直认为CPVC的发泡制品是具有很好的防火性能的隔热材料。
但用作发泡制品的基本树脂的CPVC有这样的问题,即当发泡制品加热到200℃时,发泡制品迅速收缩,没有实用价值,而且当发泡制品被强制留在燃烧环境中时,发泡制品收缩得不再具有制品的形状。
制造CPVC发泡制品的常规方法的例子有:
(1),一种制造发泡制品的方法是将物理性发泡剂浸入CPVC粉末或小丸中,然后用挤压机将CPVC挤出使其膨胀,
(2),一种制造发泡制品的方法是将物理性发泡剂浸入CPVC小丸中,并将该小丸引入预先加热的模具中以便其膨胀,
(3),一种制造发泡制品的方法是将CPVC引入挤压机中,将物理性发泡剂加压导入挤压机中,同时CPVC和物理性发泡剂熔化并混合在一起,然后将熔融的CPVC混合物等挤出以使其膨胀。
(4),一种制造发泡制品的方法是使CPVC与化学性发泡剂相混合,并将CPVC挤出以使其膨胀(但所得发泡制品的膨胀率小,只有3倍左右),等等。
但是按照常规的方法制造CPVC发泡制品难以获得很好的含大量无机物质的发泡制品,因为尽管CPVC中含大量无机物质,但由于膨胀时小孔隔膜破裂,在所得的制品中有很多开孔。
近年来,人们对制造发泡制品的方法进行了很多的研究,例如众所周知的日本审查专利公布第27300/1978号所公开的一种制造CPVC发泡制品的方法(该方法所用的CPVC中含醇,且CPVC是加热后膨胀的)以及日本审查专利公布第25340/1983号所公开的一种制造CPVC发泡制品的方法(该方法所用的CPVC中含特种溶剂,CPVC是加热后膨胀的)。
但按照这些方法并不能获得在高温下具有所要求的尺寸保持率的CPVC发泡制品。
本发明人研制了一种具有合适的尺寸保持率的发泡制品。研究结果发现,虽然按照常规方法当CPVC中含大量无机物质时小孔隔膜会在膨胀时破裂或所得的发泡制品变脆,但本发明人找到一种具有合适的尺寸保持率且没有上述问题的发泡制品,还找到了通过加入大量无机物质以制备该发泡制品的方法,现已完成了本发明。
首先,本发明提供一种在200℃下加热1小时后其尺寸保持率不低于70%且膨胀率不小于5倍的发泡制品。
本发明的含无机物质的CPVC的发泡制品的制造方法是先使CPVC中含有无机物质然后使其膨胀。当发泡制品置于高温环境中时,其尺寸保持率主要取决于无机物质的种类和用量。
评定收缩特性并不是那么容易的。因此本发明人研究了收缩特性的评定方法。研究结果找到了这样一种评定收缩特性的方法,即在高于CPVC的软化温度的温度下,也就是在200℃下,将制品加热1小时,然后通过测定那时的尺寸保持率以评定其收缩特性。对会不同种类无机物质的发泡制品的尺寸保持率进行测定后,本发明人发现尺寸保持率受制品中所含的无机物质的种类和单位体积的发泡制品中所含无机物质的量的影响。
测定结果,不含无机物质的发泡制品在上述条件下的尺寸保持率约为40%,且制品大大收缩。但本发明的发泡制品,由于其单位体积的制品中所含无机物质的量可根据无机物质的种类而适当地选配,因而其尺寸保持率不低于70%,且受热引起的收缩极小。这就是说,当本发明的CPVC的发泡制品加热至CPVC的软化温度以上(即200℃)时,制品产生的热和烟都很少,其尺寸收缩极小。
其次,本发明提供了这样一种组合物的发泡制品,该组合物中有含有磷酸酯和无机物质的CPVC,CPVC的氯含量不小于68%(重量)。随着氯含量的增加,CPVC产生很少热和烟的特性变得更为显著。
虽然CPVC具有上述特性,但当由包含含有无机物质且氯含量不小于68%(重量)的CPVC的组合物制成的发泡制品用例如JIS A1321所规定的表面试验方法进行强制燃烧时,制品仍难以保持其形状,因为发泡制品的树脂部分被烧成灰烬,而且在某些情况下发泡制品破碎。
由氯含量不小于68%(重量)的CPVC制成的发泡制品的这些性能用作具有很好的防火性能的隔热材料时,是要不得的。
本发明人进行研究的结果发现,如果在有氯含量不少于68%(重量)并含无机物质的CPVC的组合物中还加入磷酸酯,所得的发泡制品在进行强制燃烧试验时其树脂部分便不会烧成灰烬,这方面的效果是显著的。这就是说,本发明人找到了这样一种发泡制品,该制品的氯含量很高时产生的热和烟很少,当该发泡制品在CPVC的软化温度以上的温度(即200℃)下加热时收缩很少,而且当其强制燃烧时其树脂部分不会烧成灰烬,制品的尺寸保持率也高。
第三,本发明首次提供了一种通过如上所述将大量无机物质加入CPVC中而制得具有极好的防火性能的CPVC发泡制品的方法。
按照本发明能制得含有大量无机物质的CPVC的发泡制品,所采用的制备可发泡组合物的方法是:(1)将CPVC、无机物质、化学性发泡剂和溶剂进行捏和,从而制备发泡组合物,(2)然后装入一可闭合的模具中,(3)并在压力下加热。此组合物,使CPVC熔化以生成凝胶并使化学性发泡剂分解,(4)然后在适合于膨胀的温度下打开模具,(5)同时使组合物膨胀。
“适合于膨胀的温度”是指树脂的小孔隔膜能达到所需要的具有实际意义的膨胀率时的温度,该膨胀率取决于用途,例如当所得的制品是用作隔火建筑材料时膨胀率不小于5倍。“适合于膨胀的温度”随CPVC的种类、无机物质的种类和用量、化学性发泡剂、溶剂以及所得发泡制品的形状和尺寸而异。
本发明的最重要之点是采用了一种能使CPVC凝胶的溶剂。
这就是说,本发明之所以能够将大量无机物质加入到CPVC中是由于能使CPVC与溶剂形成均匀的凝胶相并将无机物质包裹在凝胶相中。尤其是,虽然在CPVC中含有会阻止膨胀的无机纤维物质,但找到了一种制备具有很高膨胀率和很高闭孔百分率的发泡制品的方法。
虽然溶剂的功能的细节尚未明确但我们认为它的作用是提高了对无机物质包裹的程度,这是由于它形成均匀的凝胶相,与不含溶剂的情况相比增加了树脂部分的体积而且由于它降低了树脂的粘度。我们还认为溶剂能通过使无机物质表面湿润而除去附着在无机物质表面上的空气,从而使无机物质的表面与树脂部分粘结得更牢。
此外,我们还认为溶剂能起到下述作用,即溶解由于化学性发泡剂的分解而产生的膨胀气体(如氮气和二氧化碳)和在模具闭合的情况下能将膨胀气体安全地控制在模具中。
除上述特征外,还有一些优点,如模塑温度较之常用的CPVC模塑温度大大降低,所以,采用大量的溶剂来降低加工温度可减少用常规方法制造CPVC时所经常发生的那些危险(如分解和变质)。
因此,本发明提供了一种制备含有大量无机物的CPVC发泡制品的方法。溶剂也具有提高含无机物质的CPVC的发泡制品的尺寸稳定性的作用。我们认为溶剂之所以能够提高制品的尺寸稳定性是由于它能使CPVC组合物膨胀时的粘度降低,从而减少由于残余应力和残余应变而产生的收缩。我们还认为,由于溶剂使树脂部分的体积增加,当使组合物膨胀以生成具有恒定膨胀率的发泡制品时,组合物所增加的体积便会减少,从而使残余应力和残余应变所产生的收缩减少。此外,我们认为由于组合物中含有溶剂,当组合物膨胀时残余应力和残余应变很快就降低并消除。
本发明的这些目的和其它目的在下面的叙述中是显而易见的。
“CPVC”这一词在本发明中不仅是指氯化聚氯乙烯树脂,而且也指氯化聚氯乙烯树脂的含量不少于50%(重量)的混合树脂。可与氯化聚氯乙烯树脂进行混合的树脂的例子有:聚氯乙烯树脂,氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,氯化聚乙烯,氯乙烯-1,1二氯乙烯共聚物,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物,热塑性聚亚胺酯,丙烯腈-丁二烯共聚物,等等。作为要氯化的聚氯乙烯树脂可采用通常的聚氯乙烯树脂和氯乙烯含量至少为50%(重量)的共聚物。
任何常用的氯化方法,如紫外线照射下的感光氯化等均可用于本发明。
本发明没有对CPVC的平均聚合度作具体的限制,但平均聚合度宜为300~5000,较好的是500~4000,最好为1000~3000。当CPVC的平均聚合度低于300时,所得的发泡制品的有几项性能下降。发泡制品的物理性能随着平均聚合度的提高而改善。但当平均聚合度大于5000时,很难实现工业化生产。本发明对CPVC的氯含量未作特别限制。当CPVC中不加磷酸酯时,氯含量宜不小于57%(重量),较好的是63~69%(重量),最好为63~67%(重量)。当发泡制品中CPVC的含量要保持恒定时,最好氯含量不小于57%(重量),因为所产生的热和烟随着氯含量的增加而减少。与此相反,当要求所产生的热和烟的量保持不超过规定值时,鉴于随着氯含量的增加发泡制品中的CPVC量增加、发泡制品的物理性能改善,氯含量最好不低于57%(重量)。另一方面,当氯含量大于75%(重量)时,很难在工业上制造这种CPVC。同样,当氯含量不小于68%(重量)时,所得的发泡制品的CPVC会碳化,而且当制品燃烧时CPVC易烧成灰烬。因此,最好在CPVC中加入磷酸酯以防止CPVC烧成灰烬。在这种情况下,CPVC的氯含量为68~75%(重量),最好为68~72%(重量)。但本发明没有对CPVC的氯含量作出特别限制。CPVC的颗粒尺寸宜在常用范围内,最好有少于10%(重量)的CPVC是不能通过42号网筛的。但本发明所用的CPVC的颗粒尺寸并不限于上述范围。
本发明所用的无机物质不仅用作成核剂,而且也用于改善所得发泡制品的尺寸保持率等性能。所用的无机物质有无机纤维物质和无机颗粒。含无机纤维物质的发泡制品在受高温环境作用时比含无机颗粒的发泡制品具有更高的尺寸保持率。含无机纤维物质的发泡制品之所以具有很好的形状及尺寸稳定性可能是由于无机纤维物质被缠在一起而在获得的制品中形成网络结构。虽然无机颗粒对改善尺寸保持率所起的作用小于无机纤维物质,但它还有一个作用是使制品的小孔均匀而致密。
可取的无机纤维物质的例子有:纤维平均长度约为1微米~50毫米的石棉,玻璃纤维,褐块石棉和纤维平均长度约为0.05~10毫米的陶瓷纤维等。可取的无机颗粒的例子有:平均颗粒尺寸约为0.01~300微米的滑石,碳酸钙,三氧化锑,氢氧化铝,三氧化二铁,氢氧化镁,氧化锌,云母,膨润土,粘土,shirasu balloon(空心物质)等。能用于本发明的无机纤维物质和无机颗粒并不限于上面列举的这些,还可用其它的。
在上述这些无机纤维物质中,从石棉具有很好的耐热性这一点来看,石棉是最适用的纤维物质之一,因为石棉的熔点约为1520℃,而且其直径也合适,为0.01~0.03微米。玻璃纤维、褐块石棉和陶瓷纤维也属最适用的纤维物质,因为就本发明人所知,还没有听到过有关这些纤维会给人体带来危害(例如象石棉引起肺癌)的报道,而且这些物质的纤维长度均匀,易于在工业上制造。
但使用诸如玻璃纤维,石棉、硅酸盐纤维这些纤维物质时,为了获得含无机物质的CPVC的发泡制品,所需的溶剂量要比用石棉时所需的溶剂量多。在这些纤维物质中,从褐块石棉的耐热性高这一点来看,褐块石棉是更为可取的,例如玻璃纤维(如E-玻璃)的软化温度约为840℃,而褐块石棉的纤维(如E-玻璃)的直径为10~13微米。
在上述无机颗粒中,三氧化锑是更为可取的,这是鉴于其与磷酸酯一起使用时,在强制燃烧时灰化现象减少,加热时热值减少。
上述无机物质可单独使用或混合使用。确定无机物质的用量时要考虑到发泡制品中的量,膨胀率,小孔的直径,小孔的均匀性,成本等等。通常无机物质的用量为5~1000重量份,较好的是100~1000重量份,更好的是30~500重量份,特别是50~500重量份,最好是80~500重量份。
为使发泡制品的尺寸保持率达到70%以上所需的无机物质的量取决于无机物质的种类。使用无机纤维物质时,仅用少量无机纤维物质便能使尺寸保持率提高,而且尺寸保持率随着纤维长度的增大而增加。例如,如果单独用石棉(Quebec石棉矿业协会试验方法所规定的7M石棉)作无机物质时,当其用量为每1立方厘米的所得发泡制品至少用0.01克时便能使尺寸保持率提高。最好是每1立方厘米的所得发泡制品至少会0.01克的石棉或褐块石棉。由于无机颗粒的用量必须比无机纤维物质的用量多,因此最好将无机颗粒与无机纤维一起使用。此外,如果仅使用无机颗粒,例如滑石、碳酸钙及其混合物,那么每1立方厘米的所得发泡制品就必须用不少于0.06克的无机颗粒。
本发明的发泡制品可以具有任何密度,只要能制成发泡制品。但当膨胀率不小于200倍时,一般就难以制造正常的发泡制品。如果所得的发泡制品是用作建筑上的隔热材料,最好膨胀率不要小于5倍以保持物理性能(如导热性)和合适的成本。考虑到所得的发泡制品在燃烧时所产生的热量和烟量并考虑到经济效率,最好制造具有较高膨胀率的CPVC发泡制品。而且,膨胀率宜不小于20倍,更好的是不小于30倍,最好不小于60倍。特别要提到的是,按照本发明的制造方法可制得膨胀率高的、含有无机颗粒和通常会阻止膨胀的无机纤维物质的CPVC的发泡制品。
本发明的发泡制品可以具有任何厚度,只要能制成发泡制品。通常发泡制品的厚度为5~500毫米,最好约为50~200毫米。也可用切割刀具等将2毫米厚的发泡制品进行加工使达到所要的厚度。
用于本发明的磷酸酯的例子有:正磷酸酯,如磷酸三丁酯、磷酸三氯乙基酯、磷酸三甲苯酯;亚磷酸酯,如亚磷酸三苯酯等,但本发明并不限于列举的这一些。而且最好使用能明显地防止灰化现象的正磷酸酯。
本发明最好采用至少含7%(重量)磷的磷酸酯。磷含量小于7%(重量)时就不足以防止发泡制品在强制燃烧时出现灰化现象。
在磷酸酯中除磷外还可含卤原子,如氯原子或溴原子。磷酸酯中最好含卤原子,因为卤原子能使磷酸酯具有耐火性。如卤原子为氯原子,磷酸酯中的氯含量最好为20~50%(重量)。
在上述磷酸酯中最好用磷酸三氯乙基酯,因为它尤为明显地能防止发泡制品在强制燃烧时出现灰化现象。
按100重量份的CVPC计,磷酸酯的用量宜为5~50重量份,最好为5~30重量份。如果磷酸酯的用量少于5重量份就不足以防止发泡制品出现灰化现象;如果磷酸酯的用量大于50重量份则会使发泡制品的强度等性能降低。
化学性发泡剂的例子有:偶氮二异丁腈,偶氮二酰胺,重氮氨基苯,N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺,P-甲苯磺酰酰肼,碳酸氢钠,叠氮基化合物等。
化学性发泡剂的用量取决于所需要达到的膨胀率和发泡剂的种类。按100重量份CPVC计,发泡剂的用量通常为0.1~100重量份,最好为10~40重量份。化学性助发泡剂也可与发泡剂一起使用。
任何能使CPVC凝胶的溶剂都可用作本发明的溶剂。
溶剂的例子有:芳香烃,如苯、甲苯、二甲苯或乙苯;卤代烃,如氯苯、1,2,4-三氯苯或四氯代甲烷;含羟基和酯基的化合物,如乙二醇二丁醚;酮,如二异丁酮、甲基、异丁基酮或环己酮;酯,如乙酸(正)戊酯、甲酸异戊酯或乙酸正丁酯;碳酸衍生物,如碳酸二乙酯;磷化合物,如磷酸三甲苯酯等。这些溶剂可单独使用或混合使用。
按100重量份CPVC计,溶剂的用量为60~1000重量份,更好的是100~500重量份,最好为150~500重量份。
一般说来,随着无机物质用量的增加,溶剂的用量也必须增加,而且随着溶剂用量的增加,发泡制品的尺寸保持率也大大提高。使用无机纤维物质时,所需的溶剂量比使用无机颗粒时大。但当溶剂用量过多时,发泡温度降低,而且尽管采用合适的发泡温度,闭孔百分率仍下降,或者有时不能获得具有所需的合适形状的发泡制品。
任何能阻止CPVC分解和变质的稳定剂均可用作本发明的稳定剂。特别适用的稳定剂的例子有:高铅酸盐稳定剂,如硬脂酸二代铅盐;有机锡稳定剂,如月桂酸二丁锡、顺丁烯二酸二丁锡,顺丁烯二酸月桂酸二丁锡,因为它们的稳定剂作用最好。
本发明偶尔也需要使用通常用作塑料的添加剂的物质,例如,增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酸;颜料,如群青色、浅红(watchingred)、钛白或碳黑;抗静电剂,如叔胺、烷基磺酸盐;金属皂,如硬脂酸铅;润滑剂,如硬脂酸之类的脂肪酸。
下面对本发明的方法作更具体的说明。
首先将规定量的上述各组分混合并捏和以制成可发泡的组合物。混合和捏和工序可用通常的机械如螺条混合器、双臂捏和机、强力捏和机或班伯里密炼机来完成。
将可发泡的组合物装入由铝合金等制成的可闭合模具中,然后用通常的机器如油压热压机使可发泡组合物和模具在压力下加热。
加热时压力和温度的条件取决于可发泡组合物组分的种类和最佳时间,温度和压力是通过实际试验确定的。加热后CPVC必须已熔化,发泡剂的分解也已大体上完成。加热温度比软化温度高,一般为130°~210℃,最好为150°~190℃。
加热后,使模具在压力下冷却至发泡温度,冷却的方法是用冷却介质(如水)使压机的加热板冷却。
发泡温度取决于发泡组合物的组分的种类,通常低于上述加热温度,它是使CPVC具有粘弹性以使发泡制品的小孔隔膜不致破裂以及发泡剂所产生的气体不致逸出的温度。一般说来,发泡温度在约0°~100℃的范围内选择。当模具内的组合物冷却至发泡温度后,打开模具使组合物的压力卸至大气压。
此时,由于组合物具有发泡剂所产生的气体而带来的膨胀力且已具备CPVC的粘弹性适合于膨胀的这样条件,因此组合物迅速膨胀,并在短时间内完成膨胀,生成所需要的发泡制品。
如上所述,按照本发明的方法所要得到的发泡制品很容易通过一步膨胀法而制得。如果需要的话,所得的制品还可再加热。
由于膨胀刚结束后在发泡制品中还留有溶剂,该残留溶剂有待于汽化以脱离发泡制品,为此要将制品在合适的温度下放置一段合适的时间以使溶剂汽化。
按照本发明的方法这样制得的发泡制品,其膨胀率通常约为5~200倍,其表观密度约为0.01~0.5克/立方厘米(表观密度取决于可发泡组合物中无机物质的含量)。当所用的可发泡组合物中不仅含无机颗粒而且还含无机纤维物质时,可制得具有很高的闭孔百分率(不小于60%)的发泡制品。
下面通过一些实施例对本发明作更具体的描述和说明。应当理解,本发明并不限于这些实施例,在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可对本发明作各种改变。
实施例1~7
用表1所示的物质和表2所示的混合比率制备500克可发泡组合物。在常压下用有效体积为1升的封闭式双臂捏和机捏和45分钟。
捏和后将可发泡组合物倒入铝合金模具(模腔尺寸为160×160×22毫米)中。该模具用铝板盖住后放入一油压热压机中。在机器压力保持为150公斤/平方厘米(指每1平方厘米的模具表面积受力150公斤)的情况下使模具的温度在10分钟内由室温(约20℃)升至175℃。模具在175℃下保持35分钟,然后使冷水通过压机的冷却板而使模具在10分钟内冷却至适合于发泡的温度(约为10°~25℃)。待模具在该温度下保持约30分钟后,卸去加在模具上的压力以使可发泡组合物膨胀。膨胀在约1秒钟内完成。
所得每件发泡制品都具有极好的外观且具有均匀孔径尺寸的截面。1立方厘米发泡制品中所含每种组分的重量、表观密度、膨胀率和闭孔百分率均按下列方法测量。结果如表2所示。
(1立方厘米发泡制品中所含每钟组分的重量)
1立方厘米发泡制品中所含每种组分的重量按下面的方程式测定。
〔1立方厘米发泡制品中所含每种组分的重量(克)〕=
〔表观密度(克/立方厘米)〕× (〔该组分的用量(克)〕)/(〔CPVC用量(克)〕+〔无机物质用量(克)〕)
“每种组分”一词是指CPVC、无机纤维物质或无机颗粒。
(表观密度)
从发泡制品上切下边长为20毫米、25毫米的立方体试样或75×25×15毫米的试样,测量其体积和重量,
表观密度= (重量(克))/(体积(立方厘米))
(膨胀率)
膨胀率要按照下面的方程式测定。
〔膨胀率〕= (〔CPVC的真比重〕)/(〔1立方厘米发泡制品中所含的CPVC的重量〕)
(闭孔百分率)
闭孔百分率按照ASTMD2856的方法用Beckman Toshiba Kabushiki Kaisha公司制造的空气比较型气体比重计测定。
比较实施例1
组合物的配制方法基本上与实施例1相同,所不同的是不使用甲苯,然后组合物按实施例1的条件进行加工以使其膨胀。但组合物完全不膨胀。
比较实施例2
用表1所示的物质按表2所示的混合比率制备可发泡的组合物。然后组合物按实施例1~7的条件进行加工以使其膨胀。打开模具后制得发泡制品。但发泡制品立即收缩,制品的形状不符合要求。
实施例8~19及比较实施例3和4
用表1所示的物质按表3所示的混合比率制备3000克可发泡组合物。在常压下用Henschel混合器捏和30分钟。
捏和后将可发泡组合物和溶剂倒入强力捏和机中并在50°~80℃下捏和30分钟以获得块状组合物。将该块状组合物倒入模具中并用一块板盖住模具。加热模具使其温度由室温升至175℃并在175℃下保持35分钟,同时保持板上的压力为160公斤/平方厘米。然后将模具冷却至20℃并卸除施加在模具上的压力,在大气压下打开模具以使组合物膨胀。所得的发泡制品在室温下放置并在80℃的热空气干燥器中处理。测定表观密度等、尺寸保持率和可燃性。表观密度等的测定方法与实施例1~7相同,尺寸保持率和可燃性则按下列方法测定。结果列于表3中。
(尺寸保持率)
从发泡制品上切下尺寸为75×25×15毫米的试样并将试样在200℃的热空气干燥器中放置1小时。试样在加热前的尺寸为l1×l2×l3毫米,试样在加热后的尺寸为l′ 1×l′ 2×l′ 3毫米。尺寸保持率按下面的方程式计算。
〔尺寸保持率(%)〕=
如果加热后试样大大变形可将试样浸入水中并测量其体积(V′)。由体积(V′)和试样加热前的体积(V)可算出尺寸保持率。
(可燃性)
所得的发泡制品按JISA1321规定的方法进行表面试验,并测量制件的面积保存率。
从表3所示的结果可明显地看出,比较实施例3和4所制得的发泡制品的尺寸保持率显著下降,因为1立方厘米发泡制品所含的石棉量为0。这表明,当发泡制品中含少量无机纤维物质石棉时,能使发泡制品在燃烧时具有耐火性(如形状稳定性),在加热到CPVC软化温度以上的温度时具有较高的尺寸保持率。
实施例20~25和比较实施例5和6
基本上重复实施例1~7的操作,所不同的是组合物是用表1所示的物质按表3所示的混合比率制备的。
将所得的发泡制品在40°~60℃的热空气循环炉中放置1~2天,使残留在制品中溶剂汽化脱除。
1立方厘米发泡制品中所含每种组分的重量、表观密度、膨胀率及尺寸保持率均按实施例1~19的方法测定。结果列于表3中。
实施例26~33
基本上重复实施例20~25的操作,所不同的是用表1所示的物质按表4所示的混合比率制备组合物。然后脱除残留在所得制品中的溶剂。
从发泡制品上切下尺寸为220×220×25毫米的试样并按JISA1321的规定进行表面试验。
还从发泡制品上切下边长为20毫米的立方体试样,按实施例1~7的方法测定其表观密度和闭孔百分率。结果列于表4中。
比较实施例7
基本上重复实施例26的操作,所不同的是不用CLP,用从所得的发泡制品上切下试样按实施例26进行表面试验时,试样烧成灰烬并有许多小裂纹。试样从炉中取出时碎裂。结果列于表4中。
比较实施例8
基本上重复实施例27的操作,所不同的是不用CLP。用从所得的发泡制品上切下的试样按实施例27的方法进行表面试验时,试样烧成灰烬并有十多个小裂纹。但仍能从炉中取出试样。结果列于表4中。
除了在这些实施例中所用的成分外,还可用说明书中所提到的其它成分以得到大体上相同的结果。
Claims (26)
1、一种含无机物质的氯化聚氯乙烯树脂的发泡制品,该制品在200℃下加热1小时后尺寸保持率不低于70%,制品的膨胀率不低于5倍。
2、权利要求1所述的发泡制品,其中所述的无机物质是无机纤维物质。
3、权利要求2所述的发泡制品,其中所述的无机纤维物质在每1立方厘米制品中的含量不小于0.01克。
4、权利要求2所述的发泡制品,其中所述的无机纤维物质是石棉。
5、权利要求2所述的发泡制品,其中所述的无机纤维物质是玻璃纤维。
6、权利要求2所述的发泡制品,其中所述的无机纤维物质是褐块石棉。
7、权利要求1所述的发泡制品,其中每1立方厘米制品含石棉或褐块石棉不少于0.01克。
8、权利要求1所述的发泡制品,其中每1立方厘米制品含无机颗粒不少于0.06克。
9、权利要求1所述的发泡制品,其中制品含无机纤维物质和无机颗粒。
10、权利要求1所述的发泡制品,其中所述的氯化聚氯乙烯树脂的氯含量为57~75%(重量)。
11、权利要求1所述的发泡制品,其中膨胀率为5~200倍。
12、权利要求1所述的发泡制品,其中制品含磷酸酯。
13、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的磷酸酯为正磷酸酯。
14、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的磷酸酯的磷含量不少于7%(重量)。
15、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的磷酸酯除磷外还含卤原子。
16、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的磷酸酯为磷酸三氯乙基酯。
17、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的磷酸酯的含量按100重量份氯化聚氯乙烯树脂计为5~50重量份。
18、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的无机物质含无机纤维物质和三氧化锑。
19、权利要求12所述的发泡制品,其中所述的氯化聚氯乙烯树脂的氯含量为68~75%(重量)。
20、一种制备含无机物质的氯化聚氯乙烯树脂的发泡制品的方法,该方法包括下列步骤:
(1),将含有氯化聚氯乙烯树脂、无机物质、化学性发泡剂和溶剂的混合物捏和以制备可发泡组合物,
(2),将制得的组合物装入可闭合的模具中,
(3),在压力下加热模具中的可发泡组合物,生成氯化聚氯乙烯树脂凝胶并使所述的化学性发泡剂分解。
(4),在适合于可发泡组合物膨胀的温度下开模以便得到发泡制品。
21、权利要求20所述的方法,其中所述的氯化聚氯乙烯树脂的平均聚合度为300~500,氯含量为57~75%(重量)。
22、权利要求20所述的方法,其中所述的无机物质的含量按100重量份氯化聚氯乙烯树脂计为5~1000重量份。
23、权利要求20所述的方法,其中所述的无机物质的含量按100重量份氯化聚氯乙烯树脂计为80~500重量份。
24、权利要求20所述的方法,其中所述的溶剂能使氯化聚氯乙烯树脂凝胶。
25、权利要求20所述的方法,其中所述的溶剂的含量按100重量份氯化聚氯乙烯树脂计为60~1000重量份。
26、权利要求20所述的方法,其中所述的可发泡组合物含稳定剂。
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