一种阻燃抑烟剂、阻燃抑烟型PVC改性材料及其制备方法与流程

本发明涉及塑料添加剂技术领域，更具体地，涉及一种阻燃抑烟剂、阻燃抑烟型pvc改性材料及其制备方法。

背景技术：

聚氯乙烯(pvc)广泛地应用于农业、建筑业、电线电缆业、通讯、医疗卫生、室内装修、汽车、飞机等众多行业和领域。但pvc的生烟量大，在常用塑料中名列榜首，因而对pvc的烟气抑制十分重要。降低pvc的烟气产生量有助于火灾中人员的逃生，降低人员伤亡和经济损失。

中国专利cn109111654a，名称为“一种pvc抑烟剂及其制备方法”，公开了一类水滑石类材料用于pvc的阻燃和抑烟有明显的效果，可以使pvc烟密度降低70％。中国专利cn109467845a，名称为“一种阻燃抑烟型pvc改性材料及其制备方法”，公开的一类由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成的阻燃抑烟剂，可以得到良好的阻燃抑烟效果。但是上述阻燃抑烟剂共同的特点是在配方内加入金属系抑烟剂，金属系抑烟剂在体系中会起到催化作用，金属系抑烟剂使pvc降解时较早脱离hcl，从而与金属系抑烟剂反应产生较强的路易斯酸，催化pvc的交联成碳，减少可燃性气体和芳香族产物的挥发，降低可燃性达到阻燃消烟的目的，但是金属系抑烟剂与聚合物的相容性会对pvc的力学性能造成劣化。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种阻燃抑烟剂，通过遇热时形成大量致密的炭层阻隔烟气，大幅度提高了对烟气的抑制效果。

一种阻燃抑烟剂，包括聚磷酸酯和聚磷酸铵。

进一步地，所述聚磷酸酯和聚磷酸铵质量比为1:1～5。

进一步地，所述阻燃抑烟剂由1份聚磷酸酯与2份聚磷酸铵组成。

更进一步地，所述聚磷酸酯为聚苯基磷酸联苯二酚酯。

本发明还提供一种阻燃抑烟型pvc改性材料，改善pvc的拉伸强度和断裂拉伸应变。

一种阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂和所述阻燃抑烟剂。

进一步地，一种阻燃抑烟型pvc改性材料，其包括以下原料及重量份：pvc树脂90-110份、增塑剂30-35份、稳定剂4-6份、润滑剂0.4-0.6份、阻燃抑烟剂3-9份。

进一步地，包括如下原料及其重量份：pvc树脂100份、增塑剂30份、稳定剂4份、润滑剂2份、阻燃抑烟剂3份。

原理：聚磷酸酯与聚磷酸铵合共同使用时，通过阻燃抑烟剂的催化成炭作用形成致密的炭层，阻止热量和氧气交换，减少燃烧不安全的细颗粒物释放到空气中，从而达到抑烟的效果。

更进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

进一步地，所述稳定剂包括三盐基亚硫酸铅、二盐基亚磷酸铅中的一种或几种。

更进一步地，所述三盐基亚硫酸铅和所述二盐基亚磷酸铅的重量份比值是1：1。

进一步地，所述润滑剂包括硬脂酸、石蜡中的一种或几种。

更进一步地，所述硬脂酸和所述石蜡的重量份比值是1：1。

进一步地，所述稳定剂由2份二盐基亚磷酸铅和2份三盐基硫酸铅组成。

本发明还提供一种权利要求阻燃抑烟型pvc改性材料的制备方法，所述原料高速搅拌，在180℃～200℃下混炼5-10min。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在180℃～200℃下混炼5-10分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。在高速搅拌机中，具体的高搅参数取决于加入物料的量，范围是1-1000r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过阻燃抑烟剂的催化成炭作用形成致密的炭层阻止热量和氧气交换，减少燃烧不完全的细颗粒物释放到空气中，从而达到抑烟的效果。

附图说明

图1为实施例1-3及纯样的生烟速率；

图2为实施例1、3和对比例3、4及纯样的生烟速率；

图3为实施例1、3和对比例3、4及纯样的生烟量图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。实施例1-3中，pvc的质量份数是100份为基准。

实施例1

本实施例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc100份、邻苯二甲酸二辛酯30份、三盐基亚硫酸铅2份、二盐基性亚磷酸铅2份、硬脂酸0.2份、石蜡0.2份、聚磷酸酯1份、聚磷酸铵1份。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在190℃下混炼5分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

实施例2

本实施例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc90份、邻苯二甲酸二辛酯33份、三盐基亚硫酸铅3份、二盐基亚磷酸铅3份、硬脂酸0.25份、石蜡0.25份、聚磷酸酯2份、聚磷酸铵4份。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在180℃下混炼10分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

实施例3

本实施例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc110份、邻苯二甲酸二辛酯35份、三盐基亚硫酸铅5份、二盐基亚磷酸铅5份、硬脂酸0.3份、石蜡0.3份、聚苯基磷酸联苯二酚酯3份、聚磷酸铵15份。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在200℃下混炼8分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

生烟速率和生烟量测试方法

采用锥形量热仪来测量样品的相关性能。锥形量热仪是根据氧消耗原理为理论基础，用来测试样品燃烧性能的仪器。锥形量热仪能够同时测定出材料在实际燃烧过程中的生烟速率和生烟量等多种参数，利用这些参数可以从不同方面对聚合物材料的燃烧性能进行评价。

以纯pvc作为纯样

如图1所示，纯样的生烟速率高达0.8m²/g，实施例1～3的生烟速率均比纯样低。

如图2所示，纯样的总烟释放量达到了12000m²/m²，实施例1～3均比对比例低，实施例3与纯样相比，pvc的总烟释放量降低了83.3％，仅有2000m²/m²，大大降低了总烟释放。

对比例1

pvc树脂100份、增塑剂40份、稳定剂5份、润滑剂0.5份、阻燃抑烟剂6份；所述阻燃抑烟剂由苯基膦酸盐和三氧化二锑组成，所述苯基膦酸盐和三氧化二锑的质量比为1∶3。

用混炼机在160℃下混炼10min；得到的产物移入平板硫化机在165℃，10mpa～12mpa压力下热压8min；自然冷却，得到阻燃抑烟型pvc。

对比例2

水滑石制备：

称取58gmg(oh)和39gal(oh)，加水配制成固含量为10％的浆液，升温至150℃，通入co，搅拌反应6h，得到水滑石的浆液，其中固含量为16.3％。

氧化锌包覆：

称取浆液307g，使其中水滑石含量为50g，称取七水硫酸锌3.55g加入到上述水滑石浆液中，加热到60℃，再将0.99g氢氧化钠配制成10％的水溶液，滴加到水滑石浆液中，滴完后继续反应4h，过滤、洗涤2次，洗涤后的滤饼重新配制成固含量为0.5-25％的浆液。

包覆氧化锌水滑石的表面改性：

将上述包覆氧化锌的水滑石浆液升温至80℃，加入改性剂硬脂酸，改性剂用量为浆液固含量的4％，搅拌下反应1h；过滤，将滤饼150℃干燥6h，得到zno/ldhs抑烟剂，其中zno含量为ldhs的2％。

本对比例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc100份、dop30份、zno/ldhs抑烟剂5份、硬脂酸钙2份、硬脂酸锌1份、碳酸钙50份。将上述原料高速搅拌，在混炼温度180℃，模压温度180℃下混炼5分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

对比例3

与实施例1的技术方案基本相同，不同之处在于，仅添加聚磷酸铵，没有添加聚磷酸酯。

本对比例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc100份、邻苯二甲酸二辛酯30份、三盐基亚硫酸铅2份、二盐基性亚磷酸铅2份、硬脂酸0.2份、石蜡0.2份、聚磷酸铵3份。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在190℃下混炼5分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

对比例4

与实施例1的技术方案基本相同，不同之处在于，仅添加聚磷酸酯，没有添加聚磷酸铵。

本对比例提供的阻燃抑烟型pvc改性材料，包括以下原料：pvc100份、邻苯二甲酸二辛酯30份、三盐基亚硫酸铅2份、二盐基性亚磷酸铅2份、硬脂酸0.2份、石蜡0.2份、聚磷酸酯3份。

将上述原料高速搅拌，送入二辊炼胶机在190℃下混炼5分钟后拉片冷却切粒，再由挤出机挤出即可。

力学性能测试方法

依据聚合物基复合材料层压板开孔拉伸强度标准试验方法astmd5766/d5766m-11。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。