[发明专利]负载型水滑石基阻燃及热稳定剂和PVC制品的制备方法

说明书

本发明提出一种负载型水滑石基阻燃及热稳定剂和PVC制品的制备方法。所述负载型水滑石基阻燃及热稳定剂的制备方法，是按照下述方式进行的：将4.5~7.5份表面改性剂溶于无水乙醇中，之后与100~120份镁铝水滑石、30~50份水镁石放入球磨罐中，以200‑500r/min球磨转速研磨0.5h‑3h；之后在干燥箱内烘干，得到负载型水滑石基阻燃及热稳定剂。本发明具有以下优点：1、显著提高PVC热稳定性，包括静态热稳定性能、动态热稳定性能和残余热稳定性能。2、显著提高PVC的阻燃抑烟性，氧指数（LOI）明显提高。3、绿色安全，无毒无害，与PVC基体相容性好。4、成本低，原料来源广泛，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及提高PVC阻燃性及热稳定性的技术领域，特别涉及一种负载型水滑石基阻燃及热稳定剂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一，在全球需求量居聚乙烯、聚丙烯之后居第3位。PVC制品具有软硬度易调控、力学性能高、耐腐蚀、电绝缘性好、透明性高、耐磨、难燃、自熄以及价廉等优点，在建筑、轻工、化工、电子、航天、汽车、农业等许多领域中具有广泛的用途。但是，由于PVC的结构缺陷，在受热、剪切或受到高能量射线(如紫外线)的影响下易发生降解和交联反应，致使加工和使用困难，制品的颜色加深，力学性能下降；在火灾燃烧中会产生大量的黑烟和HCl、CO等腐蚀性气体。据统计，火灾事故中的人员致死原因80%以上与材料产生的浓烟和有毒气体有关，严重影响着人们的生命和财产安全。因此，在PVC加工过程中，通常采用添加阻燃剂和热稳定剂等助剂的方法，来提高PVC树脂的熔体强度，降低加工温度，改善制品的外观质量，同时提高PVC的阻燃性能，降低燃烧过程中的发烟量，对PVC的应用推广和提高产品安全性具有重要意义。

PVC的阻燃剂主要包括有机阻燃剂和无机阻燃剂，有机阻燃剂在PVC中应用较少，一般PVC基体选用的都是无机阻燃剂。无机阻燃剂可分为金属氢氧化物、锑系、锡系、硼系等。金属氢氧化物阻燃剂来源广泛、价格低廉，主要包括氢氧化铝和氢氧化镁。当加热到热解温度时分解，释放出结晶水，吸收大量的热量，从而降低聚合物表面的温度，延缓高聚物的热降解速度，减缓或抑制高聚物的燃烧，并促进炭化，释放出的水蒸气可稀释可燃物浓度，降低可燃物对燃烧的贡献，致使系统放热量和发烟量减少，使燃烧中断。

PVC热稳定剂种类很多，根据化学组成可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类、稀土类、有机辅助热稳定剂、复合热稳定剂和水滑石类热稳定剂。其中大多数是有毒的，这不但限制了PVC制品的应用范围，而且在使用过程中会对环境和劳动健康造成危害。近年来欧洲、美国、日本以及中国均先后制定并实施了限制使用有毒有害化学品的政策和法规，因此绿色环保型无机热稳定剂成为研究的重点。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出一种负载型水滑石基阻燃及热稳定剂和PVC制品的制备方法。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种负载型水滑石基阻燃及热稳定剂的制备方法，是按照下述方式进行的：将4.5~7.5份表面改性剂溶于无水乙醇中，之后与100~120份镁铝水滑石、30~50份水镁石放入球磨罐中，以200-500r/min球磨转速研磨0.5h-3h；之后在干燥箱内烘干，得到负载型水滑石基阻燃及热稳定剂。

所述表面改性剂为硬脂酸铝或者硬脂酸钠或者月桂酸。

所述表面改性剂与无水乙醇按照1g:10-15mL的比例进行溶解。

所述球磨罐中的球料比为30~60:1。

所述干燥箱内烘干是在80℃的电热鼓风干燥箱内烘2h。

负载型水滑石基阻燃及热稳定剂制备PVC制品的方法，是按照下述方式进行的：将上述负载型水滑石基阻燃及热稳定剂与PVC按照10-30：100的质量比混合均匀后，再加入质量分数为10%的邻苯二辛酯混合均匀，将混合后的物料放入100℃的烘箱内烘2h，经注塑机或双螺杆挤出机压制成产品。