[发明专利]一种高流动性高阻燃性聚氯乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法，尤其涉及一种具有高流动性和高阻燃性能的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。由于聚氯乙烯具有耐化学药品性高、电绝缘性能好、物理化学性能稳定、价格低廉等优点，其被广泛应用于工业、农业、交通、建筑、通讯以及医疗卫生等各领域。但是纯聚氯乙烯在机械强度和阻燃性能等方面具有一定的缺陷，限制了其使用。为了改善聚氯乙烯的阻燃和机械性能，通常还需要加入其它组份，如阻燃剂、填料等。为了满足某些机械性能和高阻燃的要求，阻燃剂和填料的添加量一般都很大，这些添加的组份通常都不能很好的与聚氯乙烯树脂相容，另一方面由于这些添加物之间的相互协效作用没有合理发挥，需要大量的添加物才能达到需要的效果，从而导致最终聚氯乙烯复合材料的加工流动性能大大降低。

目前在聚氯乙烯复合材料的流动性和阻燃性能方面都有一定的研究，但大都集中在一个性能方面的改进，而忽视了另一个性能。如中国专利申请（公开号为：CN1038660A）涉及填充型聚氯乙烯流动改性剂，在纯聚氯乙烯中加入四层包覆的填充材料颗粒，改善了硬质聚氯乙烯的加工性能，然而采用上述制备方法成本较高，四层包覆的填充材料颗粒制备复杂，最终材料的阻燃性能不佳同时该材料对光、热也不稳定。又如中国专利申请（公开号：CN101914250A）涉及环保高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法，虽然该方法得到的改性聚氯乙烯母粒可方便地与普通聚氯乙烯进行共混造粒，最终得到的改性聚氯乙烯具有良好的加工流动性、热稳定性和良好的力学性能。然而采用上述方法得到的改性聚氯乙烯阻燃性能较差。

而中国专利（公开号：CN102061044A）涉及高抗冲击型阻燃抗静电聚氯乙烯组合物及制备方法，该方法得到的聚氯乙烯复合材料属于硬质材料，流动性很差，并且按该方法得到的材料的阻燃性能也欠佳。

而中国专利申请（公开号：CN101942156A）涉及高阻燃性聚氯乙烯电缆料及其制备方法，通过在聚氯乙烯中加入氢氧化物、三氧化二锑、磷氮类复合硼酸锌制得具有高阻燃电缆用聚氯乙烯复合材料。然而该方法却不能改善聚氯乙烯复合材料的流动性，使得聚氯乙烯复合材料在加工时加工难度增大。

而中国专利申请（公开号：CN102286181A）涉及高流动性聚氯乙烯合金的配方及其制备方法，该配方包括聚氯乙烯基料80～100份、增韧剂5～20份、无机填料1～20份以及TPU5～40份。通过在聚氯乙烯中加入TPU来改善聚氯乙烯组分的流动性以获得适合注塑成型的聚氯乙烯。然而该方法仅仅关注了聚氯乙烯的流动性，改善了其加工性能，而最终依照其配方和制备方法制备的产品仍然具有阻燃性较差和不稳定的缺点。

因此，由以上现有技术可以看出，在聚氯乙烯改性的过程中，改善其阻燃性和改善其流动性是相互克制的方案，若阻燃性改良，则流动性降低，若流动性改良，则阻燃性降低。然而在实际应用过程，聚氯乙烯材料的流动性和阻燃性均为必须考虑的因素。流动性增强能改善聚氯乙烯复合材料的加工性能，便于成型；阻燃性能提高则能扩展其应用领域。为此，如何在保证高阻燃性能的前提下拥有高流动性是现今聚氯乙烯复合材料亟待解决的技术瓶颈。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种具有高流动性、高阻燃性且综合性能较好的聚氯乙烯复合材料的配方及其制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高流动性高阻燃性聚氯乙烯复合材料，该材料按重量份数主要包括以下组分：聚氯乙烯：100份、稳定剂：3～6份、增塑剂：40-50份、溴系阻燃剂：6-10份、硼酸锌：6-10份、三氧化二锑：4-8份、流动改性剂：15-25份。

本发明中使用的聚氯乙烯树脂优选平均聚合度为950-1700的树脂。

稳定剂能抑制聚氯乙烯在光、热环境下的分解反应。本发明使用的稳定剂可选用钙锌复合稳定剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸钡或稀土复合稳定剂中的一种或多种的混合物。

增塑剂的增塑分子能插入到聚氯乙烯分子链之间，削弱聚合物分子链之间的应力，增加聚氯乙烯分子链的移动性、降低聚氯乙烯分子链的结晶度，从而使聚氯乙烯的塑性增加、柔韧性增强以改善聚氯乙烯加工性能。。增塑剂的用量是影响聚氯乙烯复合材料流动性的重要变量，若增塑剂用量选取过少，则聚氯乙烯的流动性能得不到保证，而若增塑剂用量过多又会使得聚氯乙复合材料的阻燃性能大大降低。本发明使用重量份为40-50份的增塑剂，在保证聚氯乙烯复合材料加工性能的前提下，不影响各阻燃剂的阻燃效果，保证复合材料具有高的阻燃性能。