[发明专利]一种石墨烯改性的阻燃聚氯乙烯穿线管及制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性的阻燃聚氯乙烯穿线管及制备方法，属于PVC管技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种石墨烯改性的阻燃聚氯乙烯穿线管及制备方法，该方法通过在硫酸钡前躯体组分中分散石墨烯，利用反应沉淀制备负载石墨烯的复合阻燃协效剂，硫酸钡负载起到隔离和阻燃协效作用，既能避免石墨烯间产生团聚，又极大提升了穿线管的阻燃效果，同时与单一阻燃剂相比添加量较低，降低了成本，同时避免影响穿线管的抗弯折性能。该方法操作简单，成本较低。通过本发明方法制备的阻燃PVC穿线管，阻燃效果好，抗拉强度等力学性能较高，是优秀的阻燃PVC穿线管材料。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯改性的阻燃聚氯乙烯穿线管及制备方法，属于PVC管技术领域。

背景技术

穿线管全称“建筑用绝缘电工套管”，是一种在电气工程领域用于穿电线的管材，多用于室内正常环境和在高温、多尘、有震动及有火灾危险的场所。也可在潮湿的场所使用。现有线管大多有PVC管或改性PVC管，其基本要求是防腐蚀、阻燃，还应具有一定的抗压和抗弯折能力。尤其在某些特殊应用领域，所用线管还要求必须具有抗静电、高阻燃性等性能，综合性能要求极高。

PVC穿线管中所用原料聚氯乙烯(PVC)属于自熄性材料，但PVC在燃烧时会放出大量的黑烟和有毒气体。如HCl、CO、少量光气、苯、萘等芳香族化合物。在火灾时造成大量人员由于烟雾窒息而死亡，这使PVC的应用范围受到一定限制。同时，PVC管材加工过程中加入增塑剂、润滑剂等助剂也会降低材料的阻燃性能和抑烟性能。所以，对PVC管材进行抑烟阻燃改性的研究越来越受到重视。因此，开发出适于PV穿线管的阻燃抑烟技术显得十分必要。

申请号为201610750178.7的发明专利公开了一种阻燃抑烟PVC管及其生产方法，该阻燃抑烟PVC管包括以下重量份数的原料：其中，聚氯乙烯树脂80-100份、纳米无水硫酸钙20-30份、阻燃抑烟剂5-10份、复合稳定剂2-6份、改性剂1-3份、PE蜡0.5-2.0份、硅烷偶联剂0.5-2份、复合抗氧化剂0.2-0.5份。该发明原料简单易得，成本低廉，韧性高，伸长率大，耐低温韧性好，并且能够极大的降低PVC管在燃烧时释放的黑烟和有毒气体，大大降低火灾事故中由于烟雾窒息造成的人员伤亡。

申请号为201510377254.X的发明专利公开了一种阻燃PVC管材及其制备方法，该PVC管材由以下质量份成分组成：PVC树脂45-55份、轻质碳酸钙35-45份、硅烷偶联剂0.5-1份、稳定剂1-5份、石蜡0.5-1.5份、硬脂酸1-3份、钛白粉0.5-1.5份、氢氧化铝1-2份、炭黑0.5-1份，将上述成分按配比依次放入到搅拌筒中进行搅拌3min，依次进行加热、共挤、冷却、牵引、切割成型，最后得到成品。本发明的PVC管材表面硬度和抗拉强度高，且抗老化性好，正常使用寿命可达50年以上，耐酸碱耐腐蚀性能优良，适用于工业污水排放及输送，且耐火阻燃性能优。

申请号为201610638445.1的发明专利公开了一种耐高温阻燃抗老化PVC管材及其制备方法，该耐高温阻燃抗老化PVC管材，包括如下质量份数的组分：70～90份PVC树脂粉、20～50份填充剂、1～3份热稳定剂、0.5～1份ACR树脂、2～4份CPE、0.3～0.5份润滑剂、0.2～0.5份炭黑、0.5～1份氢氧化铝、1～4份阻燃剂和0.1～0.2份抗老化剂，制备方法包括混合、挤出、定径、冷却和切割。该发明所述的耐高温阻燃抗老化PVC管材，通过各个组份的配合制备的PVC管材具有较高的耐热性能和阻燃性，在较长时间的氙灯耐候试验中仍然保持有较大的拉伸强度。

可见，目前，生产阻燃PVC管均是采用外加阻燃剂的方法，而常用的阻燃剂为卤素阻燃剂（含氯或含溴阻燃剂，如四溴双酚 A、十溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等）。作为外添加型阻燃剂，该类材料的使用普遍存在环境污染的问题，且适用后材料阻燃性能不高及抗撕裂强度差等缺陷。且如果单一使用此类阻燃剂，阻燃效果不理想，添加量大，不仅提高了生产成本，而且也影响了线管的力学性能。

发明内容