[发明专利]一种阻燃抑烟且力学性能良好的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种软质聚氯乙烯复合材料，尤其涉及一种阻燃抑烟且力学性能良好的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法。所述复合材料按重量份数主要包括以下组分：PVC树脂：100份、稳定剂：2‑5份、主增塑剂：20‑45份、阻燃增塑剂：20‑40份、阻燃抑烟剂：10‑20份、阻燃抑烟增效剂：1‑5份、相容改性剂：8‑15份、力学性能改性剂：4‑10份、改性助剂：1‑2份、抗氧剂：0‑0.5份、抗紫外线剂：0‑0.5份、润滑剂：0‑0.4份。其制备方法包括配料、混料、锥形双螺杆挤出机挤出造粒。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种软质聚氯乙烯复合材料，尤其涉及一种阻燃抑烟且力学性能良好的软质聚氯乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是通用合成树脂中最常见的品种之一，其具有良好的综合机械性能、耐磨性能、耐腐蚀、电绝缘性且价格低廉，用量约占全球合成树脂消费总量的三分之一。根据PVC中增塑剂量的不同，可以得到硬质(增塑剂含量0～10％)、半硬质(增塑剂含量10％～30％)和软质(增塑剂含量30％～70％)制品。软质PVC材料良好的加工性能使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。但是软质PVC 材料由于在其加工过程中需要添加大量的增塑剂等助剂存在着阻燃性差和力学性能降低的缺陷，其燃烧中还会产生大量毒烟，这些浓烟含有大量有毒有害气体(如一氧化碳、苯类、氯化氢等)，这就形成了严重的火灾隐患。相关的统计表明，在一些火灾事故中，PVC等高分子材料燃烧会产生大量有毒烟雾，因吸入这些毒烟而窒息致死的人数往往占死亡人数的一半以上。另外，烟使火灾现场的可见度大大降低，贻误灭火和抢救生命财产的时机。因此对软质PVC的阻燃抑烟和增加其力学性能的研究具有特别重要的意义。

为了改善软质聚氯乙烯的阻燃和发烟量大的问题，一方面可以通过化学聚合的方法在生产聚氯乙烯树脂的工艺中引入阻燃基团，这种由全新单体聚合的方法来生产优质聚氯乙烯树脂受到价格、科技、原料、废旧处理等诸多因素制约，且操作相对复杂，实际生产比较困难。目前通用的改进 PVC阻燃抑烟性能的技术手段还是通过外加阻燃抑烟剂组分的形式来实现，例如添加具有阻燃和抑烟性能的氢氧化铝、氢氧化镁、铁系化合物、三氧化二锑、铜系化合物、钼系化合物、微胶囊红磷复合物等。该技术方法操作简便可行，但不同的阻燃抑烟成份其效果不同，各种阻燃抑烟成份之间可能存在协同或拮抗作用，如何科学的甑选出具有协同效果的阻燃抑烟成份，最大程度上降低阻燃抑烟剂的含量以达到相同或者更优的阻燃效果是该类方法的技术难点。

软质聚氯乙烯复合材料由于含有大量的增塑剂，其阻燃性差，燃烧烟密度大，为了实现软质聚氯乙烯复合材料的高阻燃抑烟特性，需要在复合材料配方中加入大量的阻燃抑烟成份。而阻燃抑烟剂彼此之间物化性能和粒度分布不一致，且与基体PVC树脂的相容性也不同，简单的物理混合复配，会导致阻燃抑烟剂在基体塑料中分布不均匀，出现阻燃剂抑烟剂的彼此孤立、隔离，无法激发协同效应；其次，分布的不均匀，造成“孤岛效应”，导致燃烧时有部分阻燃抑烟剂已经发挥作用，而有的却还处于“沉睡”状态。在这种阻燃抑烟成份配伍和分散不合理的情况下，要想得到好的阻燃抑烟效果就需要大量的添加物才能实现，一方面增加了生产成本且浪费了原料，而另一方面会导致最终聚氯乙烯复合材料的加工流动性能以及产品的力学性能大大降低。

如中国专利申请(公开号：CN107540988A)涉及一种抑烟基聚氯乙烯复合材料及其制备方法，通过聚氯乙烯、介孔氢氧化钙、介孔氢氧化铝、微孔钛酸钙、碱式碳酸铜、大孔硅胶、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸铁等反应制得，该方法得到的PVC复合材料不仅工艺较为复杂，阻燃抑烟剂等添加剂使用较多，着重点完全放在复合材料的抑烟性能上，忽视了这些阻燃抑烟成分对材料力学性能的影响，在行业大规模生产中不具备成本以及性能上的优势。