一种耐热抑烟聚氯乙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚氯乙烯复合改性材料领域，尤其涉及一种耐热抑烟聚氯乙烯材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 普通聚氯乙烯（PVC)材料有着自身明显的缺陷：1)热变形温度低，维卡软化点仅 为80°C左右，使得它不能应用于工作环境较为苛刻的场合，长期使用温度不能超过60°C ;2) 虽然PVC属于难燃材料，但一旦发生火灾，PVC制品燃烧又会产生大量烟雾，加大了火灾对 人们生命、财产的危害。这些因素都影响到PVC材料的进一步扩大使用领域。
[0003]目前的技术主要是采用聚氯乙烯/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯（PVC/ABS)合金的方 式来解决耐热的问题，实际使用过程中存在一定缺陷：1)由于ABS属于一种工程塑料，本身 价格较贵，造成改性成本较高；2) PVC的维卡软化点在80°C左右，在保持PVC树脂为主体情 况下，两者复合改性物的维卡就只能在80~92度之间，实际改性效果不是很明显。
[0004] CN1651505A提到一种耐热抑烟聚氯乙烯组合物，同样是采用PVC/ABS合金方式进 行改性，而且聚氯乙烯树脂平均聚合度不大于700,只是适用于注塑领域，而且采用钼系化 合物来抑烟，钼系化合物非常昂贵，成本很高，无法大批量应用。
[0005] 也有采用其他抑烟剂和耐热改性剂对PVC进行改性的产品，但现有产品一般只是 着重耐热或者是抑烟单项指标；或者虽然两项指标均有提高，但现有的抑烟剂和耐热改性 剂一般对聚氯乙烯的力学性能具有负面影响，其加入将造成力学性能（比如拉伸强度等） 普遍不高，甚至会产生明显下降。为了保证PVC的力学性能，需要加入大量的改性助剂，会 影响PVC的其他性能，成本也大幅提高。因此，对于不使用ABS改性的PVC材料而言，目前 还没有提高耐热抑烟功能的同时保持力学性能的产品，大大限制了其应用范围。
【发明内容】
[0006] 本发明针对目前聚氯乙烯材料存在的耐热性差、烟密度高的缺陷进行改性，通过 优化配方、复合耐热改性剂，提高材料的耐热性；通过不同抑烟助剂复配技术，提高阻燃消 烟剂的分散效果，降低生产成本，进一步提高材料的抑烟性能；同时保持了材料的力学性 能，扩大其适用领域。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种耐热抑烟聚氯乙烯材料，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100重量份、氯化聚氯 乙烯树脂（CPVC) 10~20重量份、耐热改性剂3~5重量份、二茂铁类抑烟剂0. 3~0. 8重 量份、镁-锌类复合物2~5重量份、热稳定剂0. 8~5重量份、润滑剂I. 1~3重量份、钛 白粉1~3重量份、增韧剂2~6重量份、丙烯酸酯类聚合物（如丙烯酸类发泡调节剂）0~ 2重量份、轻质碳酸钙3~25重量份；所述耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺或其共聚物； 所述热稳定剂选自有机锡稳定剂、铅盐稳定剂或钙锌稳定剂。
[0009] 进一步地，上述N-苯基马来酰亚胺的共聚物优选自苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共 聚物、苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺三元共聚物或苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马 来酸酐三元共聚物。上述二茂铁类抑烟剂优选自二茂铁、环戊二烯二茂铁或苯甲酰二茂铁。
[0010] 进一步地，上述润滑剂优选自金属皂类、硬脂酸、石蜡或聚乙烯蜡（PE蜡）中的一 种或几种。
[0011] 进一步地，上述增韧剂优选自氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚 物或橡胶（如丁苯橡胶）中的一种或几种。
[0012] 进一步地，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉。
[0013] 本发明还提供上述耐热抑烟聚氯乙烯材料的一种制备方法，包括以下步骤：
[0014] (1)先投入一半聚氯乙烯树脂，再加入其他组分，然后再投入剩余的聚氯乙烯树 脂；
[0015] (2)以800~1000 rpm的转速进行搅拌，直至混合物温度达到110~125°C后将混 合物移入冷混机；
[0016] (3)冷混机的冷混温度设定为45~50°C，以300~500rpm的转速进行搅拌，直至 混合物的温度降至设定温度；
[0017] (4)将步骤（3)得到混合物加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即 得所述耐热抑烟聚氯乙烯材料。
[0018] 进一步地，上述方法中，双螺杆挤出机的工艺参数为：机筒挤出温度150~190°C， 模具温度160~200 °C。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0020] (1)不需要用到昂贵的工程塑料，只需要加入少量的特殊耐热改性剂和抑烟剂，即 可使聚氯乙烯材料的维卡耐热达到93°C以上、耐热性能达到100°C以上、烟密度降到60% 以下；
[0021] (2)在不使用ABS改性的基础上，在耐热抑烟性能提高的同时，加入少量其他助 剂，即可保持良好的力学性能，拉伸强度达到47MPa以上，扩展了材料的使用领域，延长材 料的使用寿命；
[0022] (3)材料适用于挤出成型，可以做成各类管道、型材、包装材料；
[0023] (4)耐热和抑烟助剂添加量少，对性能影响不大，同时避免使用工程塑料，生产成 本明显下降，易于大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0024] 本发明实施例按照以下方法制备：
[0025] (1)先投入一半聚氯乙烯树脂，再加入其他组分，然后再投入剩余的聚氯乙烯树 脂；
[0026] (2)以800~1000 rpm的转速进行搅拌，直至混合物温度达到110~125°C后将混 合物移入冷混机；
[0027] (3)冷混机的冷混温度设定为45~50°C，以300~500rpm的转速进行搅拌，直至 混合物的温度降至设定温度；
[0028] (4)将步骤⑶得到混合物加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即 得聚氯乙烯材料。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：机筒挤出温度150~190°C，模具温 度 160 ~200cC。
[0029] 实施例1 :
[0030]
[0031]其中，
[0032] 聚氯乙烯为新疆天业36-5，黏数：107-11811117^，平均聚合度：700~1200 ;
[0033] 氯化聚氯乙烯为上海氯碱JC-701，氯含量（％) :67. 0±1，平均聚合度彡1000 ;
[0034] 耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺；
[0035] 二茂铁类抑烟剂为济宁华凯树脂有限公司的二茂铁；
[0036] 儀-锌复合物为 Great Lakes Solutions 公司的 Ongard II ;
[0037] 热稳定剂为熊牌钙锌稳定剂123R;
[0038] 聚乙烯蜡为霍尼韦尔公司的AC-6A ;
[0039] 硬脂酸为马来西亚1801 ;
[0040] 氯化聚乙烯为山东瑞丰CPE-135A;
[0041] 钛白粉为金红石型，牌号为济南裕兴R-818;
[0042] 碳酸钙为广西金山轻质碳酸钙。
[0043] 实施例2 :
[0044]
[0045] 其中，
[0046] 聚氯乙烯为新疆天业SG-3,黏数：127-135mL/g，平均聚合度：1250~1370 ;
[0047] 氯化聚氯乙烯为上海氯碱JC-701，氯含量（％) :67. 0±1，平均聚合度彡1000 ;
[0048] 耐热改性剂为苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺三元共聚物；
[0049] 二茂铁类抑烟剂为济宁百川化工有限公司的环戊二烯二茂铁；
[0050] 儀-锌复合物为 Great Lakes Solutions 公司的 Ongard II ;
[0051] 热稳定剂为熊牌复合铅稳定剂318;
[0052] 石蜡为昆仑半精炼58号石蜡；
[0053] 橡胶为岳阳巴陵石化丁苯橡胶；
[0054] 钛白粉为锐钛型，牌号为广西平桂飞碟PGA-110 ;
[0055] 丙烯酸酯类发泡调节剂为日科HL-90 ;
[0056] 碳酸钙为江西国丰轻质碳酸钙。
[0057] 实施例3 :
[0058]
[0059]其中，
[0060] 聚氯乙烯为新疆天业36-5，黏数：107-11811117^，平均聚合度：700~1200 ;
[0061] 氯化聚氯乙烯为上海氯碱JC-701，氯含量（％) :67. 0±1，平均聚合度彡1000 ;
[0062] 耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐三元共聚物；
[0063] 二茂铁类抑烟剂为济宁百川化工有限公司的苯甲酰二茂铁；
[0064] 儀-锌复合物为 Great Lakes Solutions 公司的 Ongard II ;
[0065] 热稳定剂为有机锡热稳定剂，牌号为阿科玛T-890 ;
[0066] 石蜡为昆仑半精炼58号石蜡；
[0067] 金属皂为硬脂酸钙，牌号为新加坡三益硬脂酸钙SAK-CS-P;
[0068] 氯化聚乙烯为广西锦盛CPE-135A ;
[0069] 钛白粉为锐钛型，牌号为广西平桂飞碟PGA-110 ;
[0070] 丙烯酸酯类发泡调