一种阻燃改性PVC塑料片材及其制备方法与流程

本发明涉及塑料制备，尤其涉及一种阻燃改性pvc塑料片材及其制备方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯简称pvc，是氯乙烯单体(vcm)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。作为五大通用塑料之一，pvc具有强度高、模量大等一系列优异的力学性能，还具有阻燃、耐腐蚀、原料易得、价格低廉等特点，因此pvc制品在众多领域获得了广泛应用。

2、虽然pvc树脂的氯含量大于50％，本身不能燃烧，但是大多数pvc制品都具有可燃性，尤其是pvc软制品，这是由于其加工过程中添加了大量不具阻燃性能的增塑剂，例如邻苯二甲酸二辛酯(dop)、己二酸二辛酯(doa)和四戊酸季戊四醇酯(pevalen)等。为了使用安全性，在易燃场所使用的pvc仍然需要进行阻燃改性。现有的pvc阻燃改性的方法是在pvc制品中添加阻燃剂，然而，目前常见的阻燃剂阻燃效果不佳，与pvc基材之间的相容性不足，性能稳定性不好。大量阻燃剂的使用还会影响加工性能。

3、为了解决上述问题，授权公告号为cn116462923b的中国发明专利公开了一种阻燃改性pvc膜，按照重量份计包括以下原料：pvc树脂100份、增塑剂50-60份、阻燃剂10-14份、改性氢氧化镁4-6份、热稳定剂2-3份；将各原料高速混合、开炼塑化、压延、冷却、卷取，得到pvc膜。该发明通过阻燃剂和改性氢氧化镁对膜进行协效阻燃，阻燃剂本身属于p-n-s协效阻燃成分，具备多效阻燃机制，且阻燃剂分子上含有羧基，其与改性氢氧化镁表面的-nh2具备极高的反应活性，使得阻燃剂能与改性氢氧化镁产生化学作用，二者相互促进、发挥协同效果，赋予pvc膜高效持久的阻燃性能；该阻燃剂能作为辅助增塑剂，与主增塑剂共同作用，提高增韧效果，提升pvc膜的韧性。然而，其耐老化性能和机械力学性能仍然有待进一步提高。

4、可见，开发一种机械力学性能佳，耐老化性能和阻燃性能足，性能稳定性好，使用寿命长的pvc塑料显得尤为重要。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种机械力学性能佳，耐老化性能和阻燃性能足，性能稳定性好，使用寿命长的阻燃改性pvc塑料片材及其制备方法。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种阻燃改性pvc塑料片材，是由如下按重量份计的各原料制成：pvc树脂100份、抗氧剂1-3份、热稳定剂3-5份、环保增塑剂10-20份、阻燃剂10-15份、填料10-20份、偶联剂1-2份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份；所述阻燃剂为双(3-氨基苯基)3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜、三聚氰胺共改性氢氧化铝阻燃剂。

3、优选的，所述pvc树脂的型号为sg-5，k值为111，由宁波炜烨塑化有限公司提供。

4、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。

5、优选的，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡和硬脂酸锌中的任一种或一种以上任意配比的混合物。

6、优选的，所述环保增塑剂为环氧大豆油。

7、优选的，所述阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将氢氧化铝阻燃剂分散于有机溶剂中，后边搅拌边向其中加入硅烷偶联剂kh560、双(3-氨基苯基)3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜和三聚氰胺，在60-80℃下搅拌反应6-8h，后旋蒸除去溶剂，得到阻燃剂。

8、优选的，所述氢氧化铝阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂vk-la50、氢氧化铝阻燃剂vk-la100中的至少一种。

9、优选的，所述氢氧化铝阻燃剂、有机溶剂、硅烷偶联剂kh560、双(3-氨基苯基)3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜、三聚氰胺的质量比为(3-5):(15-25):1:(0.1-0.2):0.15:0.1。

10、优选的，所述有机溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

11、优选的，所述填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、白土中的至少一种；所述填料的粒径为1000-1500目。

12、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。

13、本发明的另一个目的，在于提供一种所述阻燃改性pvc塑料片材的制备方法，包括如下步骤：将除2,4,6-三乙烯基环硼氧烷之外的其它各原料按重量份混合均匀后，得到混合物料，将混合物料加入到行星挤出机塑化，再经滤胶机过滤、五辊压延机片材成型、冷却，浸泡2,4,6-三乙烯基环硼氧烷的甲醇分散液中，在氮气气氛下采用60co-γ射线源进行辐照，后依次经过洗涤、干燥、卷取，得到阻燃改性pvc塑料片材。

14、优选的，所述行星挤出机塑化参数为：一段温度控制195-205℃，二段温度控制175-185℃，喂料转速20-30rpm；滤胶机过滤参数为：一区温度控制175-185℃，二区温度控制165-175℃，模头温度控制160-180℃；五辊压延机片材成型参数为：1#辊筒温度控制188-192℃、速度18-22rpm；2#辊筒温度控制188-192℃、速度20-24rpm；3#辊筒温度控制192-197℃、速度23-27rpm；4#辊筒温度控制198-203℃、速度25-30rpm；5#辊筒温度控制182-187℃、速度28-32rpm。

15、优选的，所述2,4,6-三乙烯基环硼氧烷的甲醇分散液的质量百分浓度为5-10％。

16、优选的，所述辐照是在室温下进行的，辐照剂量率为5～450gy/min，辐照剂量为15～60kgy。

17、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

18、(1)本发明公开的阻燃改性pvc塑料片材的制备方法，工艺简单，操作控制方便，无需专用设备，资金投入少，耗能低，制备效率和良品率高，劳动强度小，对环境影响小，适于连续规模化生产。

19、(2)本发明公开的阻燃改性pvc塑料片材，是由如下按重量份计的各原料制成：pvc树脂100份、抗氧剂1-3份、热稳定剂3-5份、环保增塑剂10-20份、阻燃剂10-15份、填料10-20份、偶联剂1-2份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份；所述阻燃剂为双(3-氨基苯基)3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜、三聚氰胺共改性氢氧化铝阻燃剂。通过各原料之间的相互配合，共同作用，能改善各组分之间的相容性，提高产品性能稳定性，赋予材料机械力学性能佳，耐老化性能和阻燃性能足，性能稳定性好，使用寿命长的优势。

20、(3)本发明公开的阻燃改性pvc塑料片材，所述阻燃剂为双(3-氨基苯基)3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜、三聚氰胺共改性氢氧化铝阻燃剂，结合了无机阻燃剂和有机阻燃剂的优势，同时引入的f/p/s/n与表面改性引入的b，协同作用，能进一步改善阻燃性能。另外，通过改性还能改善氢氧化铝阻燃剂的分散均匀性及与其它原料组分之间的相容性，进而提高性能稳定性，延长使用寿命。除此之外，同时引入的含氟苯基氧化膦、氟二苯砜和三聚氰胺结构，在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，还能赋予产品耐老化性能更优异的优势。

21、(4)本发明公开的阻燃改性pvc塑料片材，通过辐射接枝改性，在片材表面引入环硼氧烷结构，且形成互穿网络，能有效改善材料的综合性能和性能稳定性，赋予材料产品机械力学性能佳，耐老化性能和阻燃性能足，性能稳定性好，使用寿命长的优点。