[发明专利]高比强度的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料及其制备方法

说明书

本申请公开了高比强度的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料，是由下列重量份的组份制备而成：聚氯乙烯糊树脂100、酸酐2‑70、异氰酸酯20‑100、环氧化合物0‑30、发泡剂1‑20和镧基蒙脱土0.1‑20。此外，还公开了该聚氯乙烯结构泡沫材料的制备方法。本申请提供的高比强度阻燃耐热PVC泡沫材料仅添加一种物料即可以使得泡沫具有高的比强度而且达到阻燃和耐热性能的提高，在添加量少的情况下，制备工艺简单、操作简单，使泡沫材料具有优异的比强度和良好阻燃效果和耐热性能，降低成本。

技术领域

本申请涉及结构泡沫材料技术，尤指一种高比强度的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)结构泡沫材料因其具有密度小，比强度大，耐腐性好、机械性能优良等而被广泛应用于风电、船舶、交通、建筑等各个行业。现有技术中，硬质聚氯乙烯交联泡沫材料的组分主要包括聚氯乙烯糊树脂、异氰酸酯(如碳化二亚胺改性的异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯等)、酸酐(马来酸酐、甲基六氢苯酐、六氢苯酐等)、发泡剂(偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二甲酰胺等)。

常用的制备方法是：先将液体物料进行混合得到预混料，再加入固体物料进行混合得到糊状物质，然后将糊状物料倒入模具中，同时升高压力和温度，在一定压力下使模具内部物料的温度达到155-205℃，在此条件下，PVC树脂发生凝胶化反应，发泡剂开始分解，保持的时间控制为30-60s/mm，然后冷却至40-50℃以下后，开模，即可得到含有一定微小气泡孔的胚胎块，然后将胚胎块放置于热水或者蒸汽箱中，在一定温度和湿度的条件下进行膨胀，在水汽存在的条件下，样品中的物质可以进行二次反应，从而形成交联结构，再在一定温度和湿度下进行固化即可得到硬质交联结构的泡沫。

但是由于PVC树脂本身热稳定性较差，在生产泡沫材料的过程中不可避免的会存在热学性能的问题。目前专利报道中通常通过加入一些环氧组分作为增韧剂和稳定剂，缓解加工过程中的热分解问题，但是却延长固化的时间；或者通过添加一些钙锌复合剂来达到稳定的效果，但是效果有限；其中美国专利US20100068487中也报道成可使用K值为70的碱性PVC和特定的酸酐，来改善泡沫材料的性能，但是由于特定材料的选择使得生产成本明显提高，相应的工艺难度也相应增加。同样地，当泡沫材料应用于阻燃领域时，需要进行相应的阻燃改性，如中国专利CN106867140中采用添加三氧化二锑作为阻燃剂；CN104031326中采用添加磷酸酯或含溴阻燃剂的方法提供泡沫的阻燃性，每种填料的添加都只是起到单一的作用，若达到阻燃和耐热性能的同时提高则需要添加多种物质，进而增加工艺操作难度，不利于泡沫材料的批次生产，同时由于填料的加入对于泡沫材料本体的比强度也有可能带来不利的影响。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种高比强度的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料，通过添加单一物料从而达到了阻燃和耐热性能的提高，并可以实现低比重下的优异的机械性能，不但克服了现有技术中需要添加多种物质来实现阻燃和耐热性能的提高以及增加工艺难度和不利于工业化批量生产的技术问题，而且使得泡沫具有优异的机械性能。

具体地，本申请提供了一种高比强度的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料，是由下列重量份的组份制备而成：

在本申请的一种实施方案中，本申请提供了一种阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料，是由下列重量份的组份制备而成：

在本申请的阻燃耐热聚氯乙烯结构泡沫材料中，其中，所述的镧基蒙脱土是采用一步法合成的；该方法为将氯化镧、阴离子表面活性剂月桂酸钠、钠基蒙脱土通过沉淀吸附法制备具体地，该方法包括以下步骤：