無鹵阻燃TPVC材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種無鹵阻燃TPVC材料及其制備方法，該無鹵阻燃TPVC材料是由下述重量份的組分制成：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份；增塑劑由對苯二甲酸二辛酯、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成；無鹵阻燃劑由活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成。本發明專利技術的無鹵阻燃TPVC材料具有較好的阻燃性能和力學性能，而且屬于對人體和環境無害的綠色環保材料。

【技術實現步驟摘要】
無鹵阻燃TPVC材料及其制備方法
本專利技術涉及一種高分子復合材料及其制備方法，具體涉及一種無鹵阻燃TPVC材料及其制備方法。
技術介紹
PVC是一種常用的通用塑料，其具有來源廣、價格低廉、強度高、耐腐蝕性等優點，被廣泛用于建筑、化工、醫療器械等領域，特別是在PVC彈性體（簡稱TPVC）制造及應用領域日趨廣泛。其主要原因是TPVC制造便利、成型加工容易、彈性好、耐低溫型好、耐老化，有取代傳統橡膠制造與加工的趨勢?，F有的TPVC材料存在的問題主要包括：（1）在制造TPVC材料的過程中需要添加大量的增塑劑，而絕大多數增塑劑都屬于易燃物質，從而導致TPVC材料易燃性增加；（2）采用的增塑劑主要為鄰苯二甲酸酯類，這類增塑劑對人體有害；（3）添加了阻燃劑的TPVC材料的力學性能大大降低。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于解決上述問題，提供一種對人體和環境無害、且阻燃性能與力學性能均較好的無鹵阻燃TPVC材料。本專利技術的另一目的在于提供上述無鹵阻燃TPVC材料的制備方法。實現本專利技術目的之一的技術方案是：一種無鹵阻燃TPVC材料，它是由下述重量份的組分制成：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份。所述的PVC樹脂為聚合度較高的SG-3型、S-2500型或者S-2700型PVC樹脂。所述的增塑劑由對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯（DPOP）以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成。所述的熱穩定劑為鈣鋅復合穩定劑。所述的潤滑劑由硬脂酸鈣、硬脂酸以及聚乙烯蠟按照1∶1.1∶1的重量比組成。所述的無鹵阻燃劑由活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成。所述的活性氫氧化鎂由1450目～2500目的氫氧化鎂經硅烷偶聯劑處理得到，氫氧化鎂與硅烷偶聯劑的重量比為100∶（1.5～3.3）。實現本專利技術另一目的的技術方案是：一種無鹵阻燃TPVC材料的制備方法，具有以下步驟：①按照下述重量份稱取PVC樹脂、增塑劑、熱穩定劑、潤滑劑以及無鹵阻燃劑，待用：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份；②先將PVC樹脂倒入轉速為1000轉/分鐘～1500轉/分鐘的高速混合機中混合至80℃～85℃，使PVC樹脂發生膨脹；然后將增塑劑倒入高速混合機中繼續混合5min～10min，使增塑劑完全被PVC樹脂所吸收；接著將熱穩定劑、潤滑劑以及無鹵阻燃劑倒入高速混合機中繼續混合，直至混合所產生的摩擦熱使得混合物料的溫度達到90℃～95℃，出料冷卻；③將冷卻后的混合物料送入到雙螺桿擠出機中熔融擠出，所擠出的條料經水槽冷卻、牽引進入切粒機造粒，即得無鹵阻燃TPVC材料。所述的PVC樹脂為聚合度較高的SG-3型、S-2500型或者S-2700型PVC樹脂。所述的增塑劑由對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯（DPOP）以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成。所述的熱穩定劑為鈣鋅復合穩定劑。所述的潤滑劑由硬脂酸鈣、硬脂酸以及聚乙烯蠟按照1∶1.1∶1的重量比組成。所述的無鹵阻燃劑由活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成。所述的活性氫氧化鎂由1450目～2500目的氫氧化鎂經硅烷偶聯劑處理得到，氫氧化鎂與硅烷偶聯劑的重量比為100∶（1.5～3.3），具體方法如下：先將1450目～2500目的氫氧化鎂倒入高速混合機中混合，高速混合機的轉速為1000轉/分鐘～1500轉/分鐘，混合時間為8min～15min，待高速混合所產生的摩擦熱使得物料的溫度達到90℃～100℃時，將硅烷偶聯劑倒入高速混合機中繼續混合5min～10min，直至硅烷偶聯劑均勻包覆在氫氧化鎂表面后出料即得。上述步驟③中，雙螺桿擠出機各區的溫度為：T1=90～100℃，T2=100～110℃，T3=110～120℃，T4=120～130℃，T5=130～140℃，T模頭=130～140℃。本專利技術具有的積極效果：（1）本專利技術的無鹵阻燃TPVC材料采用對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯（DPOP）以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成增塑體系；其中，DOTP為環保型的對苯二甲酸酯類增塑劑，用其替代對人體有害的鄰苯二甲酸酯類增塑劑使得本專利技術的無鹵阻燃TPVC材料屬于綠色環保材料；而環氧脂肪酸甲酯不僅能夠提高TPVC材料的耐寒性，即使TPVC材料在低溫下保持良好的彈性，同時還能夠起到輔助熱穩定作用；而DPOP與PVC樹脂具有較好的相容性，從而能夠防止其它增塑劑在低溫下析出或滲出，而且還具有一定的阻燃效果；而氯化石蠟的加入可以進一步起到協同阻燃的作用，但其用量不能較多，否則容易在TPVC中析出而影響其作用。很顯然，本專利技術的增塑體系不僅具有較好的環保型，而且具有較好的增塑效果、耐低溫性、協同熱穩定性、協同阻燃性以及與PVC較好的相容性，最終得到性能優異的無鹵阻燃TPVC材料。（2）本專利技術的無鹵阻燃TPVC材料采用無毒的鈣鋅復合穩定劑，進一步保證了該材料符合歐盟頒布的《ROHS》相關環保指令要求。（3）本專利技術的無鹵阻燃TPVC材料采用價格低廉的氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻以及硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成阻燃體系，該阻燃體系不僅具有成本低、環保無毒等特點，而且具有良好的阻燃協同作用（高阻燃性和消煙性），特別是能夠與部分DPOP和部分氯化石蠟一起具有阻燃協同作用，最關鍵的是，該阻燃體系能夠保證制得的TPVC材料保持較好的力學性能（拉伸強度、斷裂伸長率）和成型加工性能。（4）本專利技術的無鹵阻燃TPVC材料采用硬脂酸鈣、硬脂酸以及聚乙烯蠟按照1∶1.1∶1的重量比組成潤滑體系，該潤滑體系對TPVC材料兼有恰當的內、外潤滑作用，保證TPVC材料具有良好的成型加工性和制品表面的光滑性。具體實施方式（實施例1）本實施例的無鹵阻燃TPVC材料由下述重量的組分制成：100kg的SG-3型PVC樹脂。作為增塑劑的30kg對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、4.5kg環氧脂肪酸甲酯、22.5kg磷酸二苯一異辛酯（DPOP）以及3kg氯化石蠟。6kg的鈣鋅復合穩定劑。作為潤滑劑的1kg硬脂酸鈣、1.1kg硬脂酸以及1kg聚乙烯蠟。作為無鹵阻燃劑的50kg活性氫氧化鎂、6kg微膠囊紅磷、4kg三氧化二銻以及5kg硼酸鋅。上述無鹵阻燃TPVC材料的制備方法具有以下步驟：①按照上述重量份稱取SG-3型PVC樹脂、對苯二甲酸二辛酯、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯、氯化石蠟、鈣鋅復合穩定劑、硬脂酸鈣、硬脂酸、聚乙烯蠟、活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻以及硼酸鋅待用；其中活性氫氧化鎂的制備過程如下：將150kg的1450目～2500目的氫氧化鎂入高速混合機中混合，在1200轉/分鐘的轉速下混合10min，待高速混合所產生的摩擦熱使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無鹵阻燃TPVC材料，其特征在于它是由下述重量份的組分制成：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份。

【技術特征摘要】
1.一種無鹵阻燃TPVC材料，其特征在于它是由下述重量份的組分制成：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份；所述的增塑劑由對苯二甲酸二辛酯、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成；所述的無鹵阻燃劑由活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成。2.根據權利要求1所述的無鹵阻燃TPVC材料，其特征在于：所述的活性氫氧化鎂由1450目～2500目的氫氧化鎂經硅烷偶聯劑處理得到，氫氧化鎂與硅烷偶聯劑的重量比為100∶（1.5～3.3）。3.一種無鹵阻燃TPVC材料的制備方法，其特征在于具有以下步驟：①按照下述重量份稱取PVC樹脂、增塑劑、熱穩定劑、潤滑劑以及無鹵阻燃劑，待用：PVC樹脂100份，增塑劑50～100份，熱穩定劑5～10份，潤滑劑2～4份以及無鹵阻燃劑40～100份；所述的增塑劑由對苯二甲酸二辛酯、環氧脂肪酸甲酯、磷酸二苯一異辛酯以及氯化石蠟按照100∶（10～20）∶（100～50）∶（5～15）的重量比組成；所述的無鹵阻燃劑由活性氫氧化鎂、微膠囊紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅按照100∶（10～20）∶（5～15）∶（5～15）的重量比組成；②先將PVC樹脂倒入轉速為1000...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周健，
申請(專利權)人：江蘇理工學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32