本發(fā)明涉及聚氯乙烯復(fù)合材料加工，尤其涉及一種自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚氯乙烯(pvc)是一種熱塑型樹(shù)脂，曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。聚氯乙烯制品尺寸穩(wěn)定性高、表面光潔度好、耐水、耐油、耐蝕性優(yōu)良，但聚氯乙烯復(fù)合材料光熱穩(wěn)定性不佳，在100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光曝曬后會(huì)分解產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色和物理機(jī)械性能的迅速下降。在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性，還會(huì)加入塑化劑以提高力學(xué)性能。而塑化劑的加入會(huì)使pvc復(fù)合材料的阻燃性能出現(xiàn)明顯惡化，為提高其阻燃性能，一般來(lái)說(shuō)會(huì)加入三氧化二銻作為阻燃劑，但由于三氧化二銻價(jià)格過(guò)高，且容易產(chǎn)生大量危害環(huán)境和人身安全的產(chǎn)物，所以目前工業(yè)上尋求新的阻燃劑替代三氧化二銻。氫氧化鎂被認(rèn)為是能夠有效替代三氧化二銻的阻燃劑，但氫氧化鎂加入pvc復(fù)合材料后，雖然抑煙方面有明顯改善，但是極限氧指數(shù)不高，阻燃能力還有待提高。

2、基于這種情況，市場(chǎng)上出現(xiàn)的解決方案主要是對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行復(fù)配，希望通過(guò)引入其他阻燃成分復(fù)配氫氧化鎂從而提高復(fù)合材料的阻燃性能。遇到的問(wèn)題是，引入傳統(tǒng)阻燃劑復(fù)配氫氧化鎂形成的復(fù)合阻燃劑雖然能夠明顯提高復(fù)合材料的阻燃性能，但是傳統(tǒng)阻燃成分在抑煙方面與氫氧化鎂存在相沖突的作用，會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合材料的抑煙能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，以同時(shí)提高復(fù)合材料的阻燃性能與抑煙能力。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的制備原料：

4、聚氯乙烯樹(shù)脂150～200份、氫氧化鎂30～50份、錳化合物5～10份、塑化劑30～50份和穩(wěn)定劑1～5份。

5、優(yōu)選的，所述錳化合物包括一氧化錳、二氧化錳、三氧化二錳、氫氧化錳、硫酸錳、氯化錳和硝酸錳的一種或多種。

6、優(yōu)選的，所述塑化劑包括鄰苯二甲酸酯。

7、優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎘、硬脂酸鈣、二月桂酸二丁基錫、二馬來(lái)酸二丁基錫和水滑石鈣鋅穩(wěn)定劑中的一種或多種。

8、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

9、將氫氧化鎂、錳化合物和活化劑混合，進(jìn)行活化反應(yīng)，得到活化產(chǎn)物；

10、將所述活化產(chǎn)物、聚氯乙烯樹(shù)脂、塑化劑和穩(wěn)定劑混合，進(jìn)行接枝塑化，得到自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料。

11、優(yōu)選的，所述活化劑包括乙醇、甲醇、丙醇或乙二醇的一種；所述活化劑的質(zhì)量為所述氫氧化鎂和所述錳化合物的總質(zhì)量的10～15％。

12、優(yōu)選的，所述活化反應(yīng)的溫度為70～130℃，時(shí)間為10～120min。

13、優(yōu)選的，所述接枝塑化的溫度為30～180℃，時(shí)間為10～90min。

14、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料或上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料在防火材料中的應(yīng)用。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、本發(fā)明通過(guò)在傳統(tǒng)pvc樹(shù)脂中加入錳化合物和氫氧化鎂，提高了聚氯乙烯復(fù)合材料的阻燃性能和抑煙能力；其中，錳離子能夠催化氧化pvc烷烴支鏈形成羥基或者羧基等氧化官能團(tuán)，與氫氧化鎂上的羥基形成有機(jī)鍵合，同時(shí)氫氧化鎂本身受熱分解產(chǎn)生的氧化鎂也具有一定的物理吸附作用，二者協(xié)同促進(jìn)將燃燒部分的pvc以凝聚相殘?zhí)繉拥男问嚼卫谓Y(jié)合在未燃燒pvc復(fù)合材料表面，形成穩(wěn)定碳層，通過(guò)隔絕可燃物的方式抑制火焰的進(jìn)一步燃燒，大大減少了部分燃燒煙霧固體顆粒在空氣中的逸散，提高了復(fù)合材料的抑煙能力；同時(shí)凝聚相殘?zhí)繉淤|(zhì)量的顯著增加也能夠形成有效的物理屏障，在一定程度上大大提高復(fù)合材料的阻燃性能。

17、本發(fā)明制備的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的抑煙能力和阻燃性能，最大煙密度≤45.00，煙密度等級(jí)≤38.46，極限氧指數(shù)≥30.8，殘?zhí)柯省?0.4％；同時(shí)，錳化合物相對(duì)傳統(tǒng)三氧化二銻等阻燃劑在價(jià)格上更有優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料，其特征在于，包括以下質(zhì)量份數(shù)的制備原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述錳化合物包括一氧化錳、二氧化錳、三氧化二錳、氫氧化錳、硫酸錳、氯化錳和硝酸錳中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述塑化劑包括鄰苯二甲酸酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述穩(wěn)定劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎘、硬脂酸鈣、二月桂酸二丁基錫、二馬來(lái)酸二丁基錫和水滑石鈣鋅穩(wěn)定劑中的一種或多種。

5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述活化劑包括乙醇、甲醇、丙醇或乙二醇中的一種；所述活化劑的質(zhì)量為所述氫氧化鎂和所述錳化合物的總質(zhì)量的10～15％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述活化反應(yīng)的溫度為70～130℃，時(shí)間為10～120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述接枝塑化的溫度為30～180℃，時(shí)間為10～90min。

9.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料或權(quán)利要求5～8任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料在防火材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于聚氯乙烯材料加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述自熄滅低煙型聚氯乙烯復(fù)合材料包括以下質(zhì)量份數(shù)的制備原料：聚氯乙烯樹(shù)脂150～200份、氫氧化鎂30～50份、錳化合物5～10份、塑化劑30～50份和穩(wěn)定劑1～5份。錳離子與氫氧化鎂協(xié)同促進(jìn)將燃燒部分的聚氯乙烯以凝聚相殘?zhí)繉拥男问嚼卫谓Y(jié)合在未燃燒聚氯乙烯復(fù)合材料表面，大大減少了部分燃燒煙霧固體顆粒在空氣中的逸散，從而抑制火焰的進(jìn)一步燃燒，具有優(yōu)異的阻燃性能與抑煙能力，進(jìn)一步擴(kuò)大聚氯乙烯復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：劉偉強(qiáng),邱文福,曹鶴鳴,陳世乾,楊佳煊,彭鶴松,賀欣欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西廣源化工有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4