本发明涉及一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材及其制备方法。
背景技术：
：pvc硬质板材，被广泛应用于工业、农业、交通、建筑、通讯、医疗卫生等各领域，如建材、装修、家具等等方面应用广泛等。硬质pvc在空气中燃烧时会放出大量的黑烟，而黑烟是火灾中最致命的因素。因此，需要对pvc硬质板材进行阻燃抑烟处理。技术实现要素：针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本发明提供一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材及其制备方法，通过使用磷钨酸铜作为阻燃抑烟剂，能提高pvc片材的氧指数，抑制pvc硬质板材的发烟量，阻燃抑烟效果明显。具体技术方案如下：首先，本发明提供一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材，其组分包括pvc树脂粉、稳定剂、润滑剂、加工助剂、填料和阻燃抑烟剂；所述阻燃抑烟剂为含有铜、磷、钨、氧四种元素的化合物。本发明中优选的阻燃抑烟剂为磷钨酸铜，其阻燃抑烟机理如下：磷钨酸铜(cu3[pw12o40]2)属于过渡金属盐，其含有铜、磷、钨、氧四种元素的化合物。其中，磷化合物属于膨胀型阻燃剂的气源与酸源，为抑烟性能保证前提条件。铜是通过还原偶联机理促进pvc分解生成多烯链，产生交联，减少共轭多稀链形成，分子内环化被抑制，造成pvc降解时形成苯系化合物降低，从而对pvc起到抑烟作用；钨可与hcl反应形成强lewis酸，催化反应生成反式共轭多烯、氯化氢以及氯化物，起到抑烟的作用，铜与钨对pvc抑烟有协同效应。而且钨元素对氮、磷的阻燃效果还具有促进作用，因此磷钨酸铜作为抑烟剂时，磷元素能为膨胀型阻燃剂的气源与酸源，阻燃效果更显著。前述的磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材，其组分按重量份计包括：pvc树脂粉100份，稳定剂2～5份，润滑剂0.3～1.2份，加工助剂1～3份，填料8～25份，阻燃抑烟剂2～8份。优选的，所述的稳定剂是钙锌复合热稳定剂。优选的，所述的润滑剂为聚乙烯蜡。优选的，所述的填料为1250目碳酸钙。其次，本发明还提供一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材的制备方法，包括步骤如下：(1)升温搅拌：依据原料配方将pvc树脂粉和助剂加入高速搅拌机中进行升温搅拌，获得高温物料；(2)降温搅拌：将步骤(1)中获得的高温物料转入冷搅拌机中进行降温搅拌，获得低温物料；(3)高温挤出：将步骤(2)中获得的低温物料加入到挤出机中，经平行双螺杆挤出机高温挤出，获得pvc硬质板材半成品；(4)压光冷却：将步骤(3)中获得的pvc片材半成品，通过压光机压光、剥离后，冷却至室温，即可获得磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材成品；其中，步骤(1)所述的助剂包括：稳定剂、润滑剂、加工助剂、填料和阻燃抑烟剂，所述阻燃抑烟剂为磷钨酸铜。作为优选的技术方案的，步骤(1)中，所述pvc树脂粉和助剂加入高速搅拌机的顺序是：先投入全部的pvc树脂粉，让pvc树脂先脱下水分，同时使其表面的皮囊毛孔打开；然后加入稳定剂，这个时候加入稳定剂可以达到更好的吸附效果，待稳定剂充分混合后；再在此基础上加入润滑剂，最后加阻燃抑烟剂，此时润滑剂和阻燃抑烟剂更容易附着在pvc粒子上。另外，步骤(1)中，所述升温搅拌为pvc树脂粉加入高速搅拌机后开始边升温边搅拌，升温的速率为10～20℃/min，升温的最高温度为100～130℃，并保持在最高温度搅拌2～5min，搅拌的速度为500～700rpm，快速升温有利于pvc树脂和各种助剂更好的混合，但是升温过快或混料温度过高容易导致物料发黄分解。步骤(2)中，所述降温搅拌，降温的速率为5～10℃/min，降温最低温度为40～60℃，降温度搅拌的速度为200～400rpm，降温搅拌速度低是为了避免过速冷却造成的气体冷凝效果，同时让物料更加均匀的冷却。步骤(3)中，所述高温挤出，双螺杆挤出机各段温度为：输送段140～170℃，熔融段160～190℃，机头160～180℃。步骤(4)中，压光机各个辊筒的温度设定为：ⅰ：185℃、ⅱ：190℃、ⅲ：195℃、ⅳ：190℃。本发明的有益效果是：本发明磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材，以含有铜、磷、钨、氧四种元素的化合物(例如，磷钨酸铁)作为阻燃抑烟剂。其中，铜、钨可与hcl反应形成强lewis酸，催化反应生成烯烃、氯化氢以及氯化物，起到抑烟的作用；两元素协同能更好的促进pvc的抑烟性能。而磷元素能够作为膨胀型阻燃剂的气源与酸源，具有显著的阻燃作用，同时钨元素对氮、磷的阻燃效果还具有促进作用，从而解决了pvc硬质板材燃烧时产生大量有害烟雾，危及人身安全的问题。另外，本发明磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材制备方法工艺简单，易于操作，且产率高。通过升温搅拌将各组分充分混合，降温搅拌使其适应于挤出机挤出，设定的挤出温度保证pvc硬质板材的成型挤出速率，而通过压光机的压辊碾压后，pvc硬质板材更加均匀且有光泽，提升产品品质。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。其中实施例1～4为磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材的制备方法，实施例5为效果例。实施例1本实施例是制备磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材。具体步骤如下：(1)升温搅拌：按重量份取pvc树脂粉100份，钙锌复合热稳定剂2.5份，聚乙烯蜡0.3份，加工助剂1份，1250目碳酸钙8份，磷钨酸铜阻燃抑烟剂2份；首先将所述pvc树脂粉和助剂加入高速搅拌机的顺序是：先投入全部的pvc树脂粉，让pvc树脂先脱下水分，同时使其表面的皮囊毛孔打开；然后加入稳定剂，这个时候加入稳定剂可以达到更好的吸附效果，待稳定剂充分混合后；再在此基础上加入润滑剂，最后加阻燃抑烟剂，此时润滑剂和阻燃抑烟剂更容易附着在pvc粒子上。另外，步骤(1)中，所述升温搅拌为pvc树脂粉加入高速搅拌机后开始边升温边搅拌，升温的速率为10～20℃/min，升温的最高温度为100～130℃，并保持在最高温度搅拌2～5min，搅拌的速度为500～700rpm，快速升温有利于pvc树脂和各种助剂更好的混合，但是升温过快或混料温度过高容易导致物料发黄分解。步骤(2)中，所述降温搅拌，降温的速率为5～10℃/min，降温最低温度为40～60℃，降温度搅拌的速度为200～400rpm，降温搅拌速度低是为了避免过速冷却造成的气体冷凝效果，同时让物料更加均匀的冷却。(3)高温挤出：将降温搅拌获得的低温物料加入到挤出机中，经平行双螺杆挤出机高温挤出，获得pvc硬质板材半成品。本实施例中，高温挤出双螺杆挤出机各段温度为：输送段140～170℃，熔融段160～190℃，机头160～180℃。(4)压光冷却：将高温挤出的pvc硬质板材半成品，通过压光机压光、剥离后，冷却至室温，即可获得磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材成品。本实施例中压光机各个辊筒的温度设定为：ⅰ：185℃、ⅱ：190℃、ⅲ：195℃、ⅳ：190℃。实施例2本实施例也是制备磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材。其步骤与实施例1相同，不同点在于本实施例所制备的pvc硬质板材各组分按重量份计包括：pvc树脂粉100份，钙锌复合热稳定剂4.5份，润滑剂聚乙烯蜡0.5份，加工助剂2份，1250目碳酸钙15份，磷钨酸铁阻燃抑烟剂5份。实施例3本实施例同样是制备一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材。其步骤与实施例1也相同。本实施例所制备的pvc硬质板材各组分按重量份计包括：pvc树脂粉100份，钙锌复合热稳定剂3份，润滑剂聚乙烯蜡1.0份，加工助剂2.5份，1250目碳酸钙20份，磷钨酸铁阻燃抑烟剂8份。实施例4本实施例也是制备一种磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材。其步骤与实施例1也相同。本实施例所制备的pvc硬质板材各组分按重量份计包括：pvc树脂粉100份，钙锌复合热稳定剂3份，润滑剂聚乙烯蜡1.0份，加工助剂2.5份，1250目碳酸钙20份，磷钨酸铁阻燃抑烟剂0份。实施例5效果例本实施例是对实施例1～4所制备的磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材进行燃烧试验，其中，实施例4制备的不含磷钨酸铁阻燃抑烟剂的普通pvc硬质板材为对比例。其测试结果如表1所示。表1.pvc片材燃烧试验测试结果项目实施例1实施例2实施例3实施例4阻燃抑烟片材氧指数43.145.348.341.2最大烟密度(msd)84.5672.2266.5393.23烟密度等级(sdr)66.4551.2146.6378.62由上表可见，本发明方法生产的磷钨酸铜抑烟pvc硬质板材，添加了磷钨酸铜阻燃抑烟后氧指数提高，烟密度降低；烟密度等级从对比样78.62降低到了46.63，抑烟效果非常明显。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含这些的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12