專利名稱：無鹵阻燃pvc彈性料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料的制備技術(shù)，具體涉及一種電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料的制備方法。
背景技術(shù)：
電梯平衡補(bǔ)償鏈?zhǔn)且环N保持電梯升降過程平穩(wěn)運(yùn)行的一種重要安全部件。電梯平衡補(bǔ)償鏈?zhǔn)怯蓪Ｓ秒姾稿^鏈和外裹復(fù)合材料組成，為保證電梯平衡補(bǔ)償鏈在運(yùn)行過程中減少摩擦噪聲、平穩(wěn)，電梯平衡補(bǔ)償鏈須采用具有彈性的聚合物材料作為外裹的護(hù)套。具有彈性的聚合物種類很多，包括各種熱塑性彈性體和橡膠。由于PVC來源廣，價(jià)廉，力學(xué)性能優(yōu)越，成型加工方便，通過改性可以制得PVC熱塑性彈性體。由于通常生產(chǎn)的PVC熱塑性彈性體阻燃性差，燃燒過程中易產(chǎn)生有毒有害氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種能克服現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀、具有良好的環(huán)保阻燃性的無鹵阻燃PVC彈性料。本發(fā)明由PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料組成；所述PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料的重量比為100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ；
其中，所述增韌劑為含氯量為34 36%的氯化聚乙烯；
所述增塑劑為由鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合組成的混合增塑劑；
所述熱穩(wěn)定劑為無毒液體鈣鋅穩(wěn)定劑； 所述潤滑劑為硬脂酸或分子量為1000 5000的聚乙烯蠟； 所述無鹵阻燃劑為平均粒徑為5 100微米的改性氫氧化鋁； 所述顏料為高色素炭黑。本發(fā)明采用了具有環(huán)保阻燃功能的兩種原料，一種是磷酸二苯一辛酯增塑劑，另一種是微米級氫氧化鋁阻燃劑。磷酸二苯一辛酯和微米級氫氧化鋁在PVC彈性體中具有良好的阻燃協(xié)同作用，同時(shí)可以降低在火災(zāi)中PVC彈性體煙密度和有害氣體的產(chǎn)生，由該粒料生產(chǎn)的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套具有良好的環(huán)保阻燃性，還具有熱穩(wěn)定性好、成本低、易擠出成型加工、阻燃效果好的特點(diǎn)。本發(fā)明另一目的是提出無鹵阻燃PVC彈性料的生產(chǎn)方法。包括以下步驟
1)將PVC樹脂置于轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘 1000轉(zhuǎn)/分鐘的捏合機(jī)中混合至70V 80°C，再將穩(wěn)定劑和增塑劑加入后繼續(xù)混合，然后將增韌劑、潤滑劑、顏料以及無商阻燃劑加入繼續(xù)混合，直至混合物料的溫度達(dá)到85°C 95°C后出料；
2)將混合物料送入到冷卻攪拌器中冷卻至40°C 50°C；3)將冷卻后的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，在擠出模頭溫度為130°C 150°C的條件下擠出條狀無鹵阻燃PVC彈性料；
投料時(shí)，所述PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料的重量比為 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ； 所述增韌劑為含氯量為34 36%的氯化聚乙烯；
所述增塑劑為由鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合組成的混合增塑劑；
所述熱穩(wěn)定劑為無毒液體鈣鋅穩(wěn)定劑； 所述潤滑劑為硬脂酸或分子量為1000 5000的聚乙烯蠟； 所述無鹵阻燃劑為平均粒徑為5 100微米的改性氫氧化鋁； 所述顏料為高色素炭黑。本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明采用鄰苯二甲酸二辛酯與磷酸二苯一辛酯在電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料中形成復(fù)合增塑體系，一方面提高PVC 彈性體的耐低溫性，更重要的是磷酸二苯一辛酯還具有協(xié)同阻燃效果，(2)本發(fā)明的阻燃劑中偶聯(lián)劑的重量只占微米級氫氧化鋁的1% 3%，一方面降低了生產(chǎn)成本，另一方面有利于 PVC熔體的流動(dòng)性，易于擠出成型加工。(3)本發(fā)明采用氫氧化鋁作阻燃劑，氫氧化鋁熱分解可產(chǎn)生水和氧化鋁，起到消煙、降溫、成炭作用，有利于該專用料具有環(huán)保阻燃作用。(4) 由本發(fā)明的粒料生產(chǎn)的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套外觀好、韌性好，耐熱老化性好(80°C，168小時(shí)拉伸強(qiáng)度變化率小于20%)，熱穩(wěn)定高(200°C熱穩(wěn)定時(shí)間大于60分鐘)，阻燃效果好(氧指數(shù)大于34)。本發(fā)明所述平均粒徑為5 100微米的改性氫氧化鋁的制備方法是將平均粒徑為5 100微米的氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑按照100 1 3的重量置于轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘 1000轉(zhuǎn)/分鐘的混合機(jī)中混合至混合物料的溫度為125°C 135°C，然后出料冷卻即可；
所述的硅烷偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為Y-Si-(OR)3,其中的OR基團(tuán)為烷氧基，Y基團(tuán)為有機(jī)官能基團(tuán)，所述有機(jī)官能基團(tuán)為氨基、或者甲基丙酰氧基、或者乙烯基。另外，雙螺桿擠出機(jī)按照物料經(jīng)過的先后次序分為四個(gè)加熱區(qū)和擠出模頭，所述四個(gè)加熱區(qū)的加熱溫度依次為1\=901 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C， T4=130°C 150°C。
具體實(shí)施例方式一、實(shí)施例 1
本實(shí)施例的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料是由PVC樹脂和共混在該P(yáng)VC樹脂中的添加劑所組成的共混體系。添加劑包括增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、阻燃劑和顏料。增塑劑有兩種，第一種是鄰苯二甲酸二辛酯，第二種是磷酸二苯一辛酯，鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合組成混合增塑劑。在232. 8kg 的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料中，各成分及含量如下
PVC樹脂100kg，增韌劑氯化聚乙烯Ukg，熱穩(wěn)定劑無毒液體鈣-鋅穩(wěn)定劑Ag，增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯50kg，磷酸二苯異一辛酯10kg，潤滑劑硬脂酸鋅3. ^g，顏料炭黑0. 3kg，阻燃劑改性微米級氫氧化鋁50kg。熱穩(wěn)定劑來源于上海智強(qiáng)塑料助劑有限公司生產(chǎn)的無毒液體鈣-鋅穩(wěn)定劑。制備方法為
①制備改性微米級氫氧化鋁
稱取IOOkg的粉狀微米級氫氧化鋁與2. Okg的液態(tài)的硅烷偶聯(lián)劑，將微米級氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑倒入轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中混合，持續(xù)攪拌8min，因高速攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使物料溫度升高至130°C，然后出料冷卻，即得到作為填充劑的經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的微米級氫氧化鋁——改性微米級氫氧化鋁，從該改性微米級氫氧化鋁中稱取50kg，待用。以上粉狀微米級氫氧化鋁是指平均粒徑在5 100微米的氫氧化鋁。硅烷偶聯(lián)劑是曲阜晨光化工有限公司制造的牌號為NQ-50的硅烷偶聯(lián)劑。該硅烷偶聯(lián)劑為一種分子里含有兩種不同基團(tuán)——無機(jī)和有機(jī)反應(yīng)基團(tuán)的硅基化分子。其基本結(jié)構(gòu)為Y-Si- (OR) 3, OR是可水解基團(tuán)烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。烷氧基能與碳酸鈣表面殘留的水分反應(yīng)生成硅醇，這些硅醇與氫氧化鋁表面的羥基反應(yīng)，生成烷氧結(jié)構(gòu)并脫水，形成牢固的化學(xué)鍵。Y是有機(jī)官能基團(tuán)，如氨基、甲基丙酰氧基、乙烯基等，不同的有機(jī)官能團(tuán)適用于不同的有機(jī)聚合物，它能與聚合物反應(yīng)或形成物理纏繞、互穿網(wǎng)絡(luò)體系而形成牢固的化學(xué)鍵。上述阻燃劑可以改善與PVC基體的相容性，并且適當(dāng)降低了生產(chǎn)成本。另外硅烷偶聯(lián)劑大分子鏈具有良好的柔韌性，對共混體系也有一定的增韌作用。而如果直接將未處理的微米級氫氧化鋁添加到PVC共混體系中，會(huì)明顯降低該專用料的力學(xué)強(qiáng)度。經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的微米級氫氧化鋁還具有良好的加工流動(dòng)性。②稱取IOOkg的S-1300型PVC樹脂、12kg的增韌劑氯化聚乙烯、7kg的液體鈣-鋅穩(wěn)定劑、50kg的鄰苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、50kg的改性微米級氫氧化鋁、 3. 5kg硬脂酸鋅、0. 3kg的炭黑，待用。③先將稱取的S-1300型PVC樹脂倒入轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分鐘高速捏合機(jī)中混合，因高速攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使物料溫度升高至75°C，再將液體鈣-鋅穩(wěn)定劑、鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯倒入轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分鐘高速混合機(jī)中繼續(xù)混合，接著將稱取的氯化聚乙烯、硬脂酸鋅、炭黑以及改性微米級氫氧化鋁倒入轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分鐘高速混合機(jī)中繼續(xù)混合直至因高速攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使物料溫度達(dá)到90°C后出料，將物料送入到冷卻攪拌器中冷卻至40°C。④將物料送入已經(jīng)加熱至設(shè)定溫度的到雙螺桿擠出機(jī)中，混合物料在經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)的過程中，一方面受熱而逐漸軟化而成為熔融狀態(tài)，另一方面在運(yùn)動(dòng)中各種成分進(jìn)一步均勻混合，最后由模頭成條狀擠出，擠出的同時(shí)采用熱切方式造粒(粒徑約為2mm 3mm)即得到電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料；所設(shè)定的擠出模頭溫度 TS=140°C。雙螺桿擠出機(jī)按照物料經(jīng)過的先后次序分為4個(gè)加熱區(qū)和擠出模頭，所設(shè)定的各個(gè)加熱區(qū)的加熱溫度依次為1\=901 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C， T4=130°C 150°C，擠出模頭的溫度為T = 130°C 150°C。將本發(fā)明形成的專用料制成電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套，其性能測試，見表1。二、實(shí)施例 2:
5本實(shí)施例的其余部分與實(shí)施例1相同，不同之處在于在232. 8kg的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料中，各成分以及相應(yīng)的含量如下
PVC樹脂100kg，增韌劑氯化聚乙烯Hkg，熱穩(wěn)定劑無毒液體鈣-鋅穩(wěn)定劑Ag，增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯45kg，磷酸二苯異一辛酯10kg，潤滑劑硬脂酸鋅3. ^g，顏料炭黑0. 3kg， 阻燃劑改性微米級氫氧化鋁50kg。步驟②中，稱取的各種原料的重量與上述各成分的含量相對應(yīng)，也即稱取IOOkg 的S-1300型PVC樹脂、17kg的增韌劑氯化聚乙烯、7kg的液體鈣-鋅穩(wěn)定劑、45kg的鄰苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、50kg的改性微米級氫氧化鋁、3. 5kg硬脂酸鋅、0. 3kg 的炭黑，待用。將本發(fā)明形成的專用料制成電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套，其性能測試見表1。三、實(shí)施例3:
本實(shí)施例的其余部分與實(shí)施例1相同，不同之處在于在對6. 3kg的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料中，各成分以及相應(yīng)的含量如下
PVC樹脂100kg，增韌劑氯化聚乙烯Mkg，熱穩(wěn)定劑無毒液體鈣-鋅穩(wěn)定劑Ag，增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯50kg，磷酸二苯異一辛酯10kg，潤滑劑硬脂酸鋅4kg，顏料炭黑0. 3kg，阻燃劑改性微米級氫氧化鋁60kg。與此相對應(yīng)，在制備上述電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料時(shí)，步驟②中，所稱取的各種原料的重量與上述各成分的含量相對應(yīng)，也即稱取IOOkg的 S-1300型PVC樹脂、15kg的增韌劑氯化聚乙烯、7kg的液體鈣-鋅穩(wěn)定劑、50kg的鄰苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、60kg的改性微米級氫氧化鋁、4kg硬脂酸鋅、0. 3kg的炭
黒,付用ο將本發(fā)明形成的專用料制成電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套，其性能測試表1。四、實(shí)施例4:
本實(shí)施例的其余部分與實(shí)施例1相同，不同之處在于在252. 3kg的電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套用無鹵阻燃PVC彈性體專用料中，各成分以及相應(yīng)的含量如下
PVC樹脂100kg，增韌劑氯化聚乙烯Ukg，熱穩(wěn)定劑無毒液體鈣-鋅穩(wěn)定劑Ag，增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯60kg，磷酸二苯異一辛酯10kg，潤滑劑硬脂酸鋅3kg，顏料炭黑0. 3kg，阻燃劑改性微米級氫氧化鋁60kg。與此相對應(yīng)，在制備上述高抗沖供水管件粒料時(shí)，步驟②中，所稱取的各種原料的重量與上述各成分的含量相對應(yīng)，也即稱取IOOkg的s-1300型PVC樹脂、12kg的增韌劑氯化聚乙烯、7kg的液體鈣-鋅穩(wěn)定劑、60kg的鄰苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、 60kg的改性微米級氫氧化鋁、3kg硬脂酸鋅、0. 3kg的炭黑，待用。將本發(fā)明形成的專用料制成電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套，其性能測試表1。 表 權(quán)利要求
1.無鹵阻燃PVC彈性料，其特征在于由PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料組成；所述PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料的重量比為 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ；所述增韌劑為含氯量為34 36%的氯化聚乙烯；所述增塑劑為由鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合組成的混合增塑劑；所述熱穩(wěn)定劑為無毒液體鈣鋅穩(wěn)定劑； 所述潤滑劑為硬脂酸或分子量為1000 5000的聚乙烯蠟； 所述無鹵阻燃劑為平均粒徑為5 100微米的改性氫氧化鋁； 所述顏料為高色素炭黑。
2.一種如權(quán)利要求1所述無鹵阻燃PVC彈性料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步< 驟1)將PVC樹脂置于轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘 1000轉(zhuǎn)/分鐘的捏合機(jī)中混合至70V 80°C，再將穩(wěn)定劑和增塑劑加入后繼續(xù)混合，然后將增韌劑、潤滑劑、顏料以及無商阻燃劑加入繼續(xù)混合，直至混合物料的溫度達(dá)到85°C 95°C后出料；2)將混合物料送入到冷卻攪拌器中冷卻至40°C 50°C；3)將冷卻后的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，在擠出模頭溫度為130°C 150°C的條件下擠出條狀無鹵阻燃PVC彈性料；投料時(shí)，所述PVC樹脂、增韌劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、無鹵阻燃劑和顏料的重量比為 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ； 所述增韌劑為含氯量為34 36%的氯化聚乙烯；所述增塑劑為由鄰苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合組成的混合增塑劑；所述熱穩(wěn)定劑為無毒液體鈣鋅穩(wěn)定劑； 所述潤滑劑為硬脂酸或分子量為1000 5000的聚乙烯蠟； 所述無鹵阻燃劑為平均粒徑為5 100微米的改性氫氧化鋁； 所述顏料為高色素炭黑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無鹵阻燃PVC彈性料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述平均粒徑為 5 100微米的改性氫氧化鋁的制備方法是將平均粒徑為5 100微米的氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑按照100 1 3的重量置于轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘 1000轉(zhuǎn)/分鐘的混合機(jī)中混合至混合物料的溫度為125°C 135°C，然后出料冷卻即可；所述的硅烷偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為Y-Si-(OR)3,其中的OR基團(tuán)為烷氧基，Y基團(tuán)為有機(jī)官能基團(tuán)，所述有機(jī)官能基團(tuán)為氨基、或者甲基丙酰氧基、或者乙烯基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述無鹵阻燃PVC彈性料的生產(chǎn)方法，其特征在于雙螺桿擠出機(jī)按照物料經(jīng)過的先后次序分為四個(gè)加熱區(qū)和擠出模頭，所述四個(gè)加熱區(qū)的加熱溫度依次為1\=90°〇 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C，T4=130°C 150°C。
全文摘要
無鹵阻燃PVC彈性料及其生產(chǎn)方法，涉及高分子復(fù)合材料的制備方法，將PVC樹脂在捏合機(jī)中混合至70℃～80℃，再將穩(wěn)定劑、增塑劑、增韌劑、潤滑劑、顏料以及無鹵阻燃劑加入繼續(xù)混合，直至混合物料的溫度達(dá)到85℃～95℃后出料；將混合物料送入到冷卻攪拌器中冷卻至40℃～50℃；再將冷卻后的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，在擠出模頭溫度為130℃～150℃的條件下擠出條狀無鹵阻燃PVC彈性料。本發(fā)明制成的專用料制成電梯平衡補(bǔ)償鏈護(hù)套外觀好、韌性好，耐熱老化性好，熱穩(wěn)定高，阻燃效果好。
文檔編號C08K5/523GK102443226SQ20111027976
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者周健, 魏昌林 申請人:江蘇興華膠帶股份有限公司