[发明专利]一种改善PVC热稳定和阻燃性能的方法

说明书

本发明公开了一种以纳米硼酸镁/木质素复合材料改善PVC热稳定和阻燃性能的方法，该方法包括如下步骤：(1)以邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl phthalate,简称DOP)为塑化剂对纳米硼酸镁/木质素复合材料进行疏水改性；(2)疏水改性的纳米硼酸镁/木质素复合材料与PVC粉料混合均匀，进行塑化改性；(3)塑化改性的混合物料在密炼机中密炼；(4)将密炼得到的混合物料热压成型，得到PVC成型材料。本发明以原位合成的纳米硼酸镁/木质素复合材料作为增强剂，DOP为塑化剂，可显著提高PVC成型材料的热稳定性和阻燃性能。

技术领域

本发明属于PVC技术领域，具体涉及一种改善PVC热稳定和阻燃性能的方法。

背景技术

硼酸镁纳米材料具有良好的物理和化学性能，如轻质、高韧、耐磨、耐强碱、抗氧化、耐腐蚀、耐高温、绝缘性好等特点，对其进行表面改性处理后，可作为增强剂、抗磨剂等应用于镁铝合金、陶瓷基复合材料、塑料和油品等功能材料中。以硼酸镁纳米材料作为热塑性高分子材料的增强组分时，可以改善基体材料的机械强度、耐候性、阻燃、防腐等性能。

木质素是木质化植物三大主要组分之一，其含量占15–35％，仅次于纤维素，是自然界唯一能提供的可再生芳基化合物，具有可生物再生与降解、无毒耐候，具有来源广泛、活性基团丰富、抗氧化、抗生物侵蚀、热塑性、玻璃态转化等诸多特点。木质素可作为高分子聚合物的填料、阻燃剂、塑料稳定剂等。在热塑性树脂PVC中添加木质素对其热稳定性和机械性能有着重要影响。

目前还没有相关的文献对纳米硼酸镁/木质素复合材料添加到PVC中以增强其性能的相关报道。这将为木质素资源的高效开发利用提供理论依据，为木质素和硼酸镁一维纳米材料在PVC材料方面的应用提供参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善PVC热稳定和阻燃性能的方法，通过加入塑化剂疏水改性的纳米硼酸镁/木质素复合材料并进行塑化以提高PVC成型材料的热稳定性和阻燃性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改善PVC热稳定和阻燃性能的方法，该方法包括如下步骤，

(1)疏水、塑化改性：取干燥增强剂材料加入塑化剂中进行疏水改性，再与PVC混合后进行塑化反应，得到塑化改性混合料；

(2)密炼：将塑化改性混合料加入到密炼机中进行密炼，得到片状产物，粉碎后得到粉状混合物料；

(3)热压成型：将粉状混合物料放入平板硫化机进行热压，降温后即可得到具有优良热稳定和阻燃性的PVC成型材料。

作为技术方案的优选，所述PVC成型材料的静态热稳定时间为260-700s、最大失重率温度为300-330℃，氧指数为34-41。

作为技术方案的优选，所述增强剂材料为原位合成的纳米硼酸镁/木质素复合材料。

作为技术方案的优选，所述木质素为原木质素或活化木质素。原木质素即为未经过处理的木质素；活化木质素通过不同时间机械固相反应活化得到，通过机械搅拌的方式将木质素的分子链打断，以此激活木质素。

作为技术方案的优选，所述纳米硼酸镁/木质素复合材料中硼酸镁与木质素质量比为1:0.2-1.5。

作为技术方案的优选，所述塑化剂为DOP(即邻苯二甲酸二辛酯)、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸中的任一种。

作为技术方案的优选，所述步骤(1)中增强剂材料的加入量为PVC和增强剂总质量的5-20％，塑化剂的加入量为PVC和增强剂总质量的10-30％。

作为技术方案的优选，所述疏水改性的温度为90-120℃，时间为1-3h。

作为技术方案的优选，所述塑化反应的温度为60-100℃，时间为1-3h。