一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品
技术领域
本发明属于PVC制品领域，特别涉及一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品。
背景技术
PVC是世界上应用最广泛的几种通用材料之一，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
火灾是一种非常常见且危害性很大的灾害，在日常生活中也经常有起火的事故发生，由于大多数的家居材料都是木质品或者纺织品这类纺织品，着火的危害很大，而PVC虽然有一定的阻燃功能，但仍能燃烧，且伴随大量的烟，所以现在家用PVC制品都需要良好的阻燃性能。
目前市场上有很多阻燃系列的PVC产品，其中最常见的方法就是在PVC配方中加入大量的氢氧化铝或者氢氧化镁，与PVC复配从而提高其阻燃性能。但在PVC制品中添加氢氧化铝或者氢氧化镁，虽然能够有效提高产品的阻燃性能，不过由于氢氧化铝/镁是一种无机物，与PVC的相容性较差，会使PVC的流动性降低，导致塑化变慢。
除了加入氢氧化铝/镁作为阻燃剂以外，还有些厂家会使用三氧化二锑作为阻燃剂，但相对于氢氧化铝/镁来讲，三氧化二锑成本较高，且还会影响PVC的稳定性。
目前针对氢氧化镁/铝带来的流动性不好，塑化效率低的问题，常见的解决办法是在PVC配方中添加丙烯酸酯类共聚物，此类加工助剂的作用机理主要是丙烯酸酯类共聚物在加工时，部分组分先融化并粘附在PVC树脂的表面，将外部的热量和剪切力更快地传递到PVC树脂粉中，从而打破PVC树脂的缠绕结构，促进其进一步熔融塑化，提高熔体强度，改善了制品的外观质量。但丙烯酸酯类共聚物作用比较单一，在软质PVC中作用不明显，且不能与无机填料协同作用，另外丙烯酸酯类共聚物的价格也偏高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，本发明使用超支化聚合物代替丙烯酸酯类共聚物，达到促进塑化，改善熔体流动性的目的，本发明的内容如下：
本发明的目的在于提供一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，其技术点在于：按所述高阻燃PVC制品的重量份数计，所述PVC制品由90-110重量份的聚氯乙烯树脂、20-40重量份的对苯二甲酸二辛酯、30-50重量份的轻质碳酸钙、20-30重量份的氢氧化物、3-5重量份的钙锌稳定剂、0.3-0.7重量份的聚乙烯蜡和1-3重量份的超支化聚合物组成。
进一步的，上述超支化聚合物的密度为1-1.6g/cm2，熔程为140-180℃。
进一步的，上述聚氯乙烯树脂的中值粒径为30-500μm。
进一步的，上述对苯二甲酸二辛酯的分子量为350-400，在25℃下粘度为50-60×10-3Pa·s。
进一步的，上述轻质碳酸钙的含水率为0-1.0wt％，中值粒径为0.5-10μm。
进一步的，上述氢氧化物为氢氧化铝或者氢氧化镁中的至少一种。
进一步的，上述氢氧化铝的中值粒径为50-80μm，振实密度为0.9～1.5g/cm3。
进一步的，上述氢氧化镁的氯杂质含量为0.6-0.9wt％，振实密度为0.8-2.0g/cm3。
进一步的，按照上述钙锌稳定剂的重量份数计，所述的钙锌稳定剂由10-20重量份的硬脂酸钙、20-40重量份的硬脂酸锌、2-10重量份的水滑石、15-20重量份的沸石、2-6重量份的乙酰丙酮钙、2-6重量份的二苯甲酰甲烷-季胺盐壳聚糖载体复合物、0.1-1重量份的季戊四醇和0.1-1重量份的亚磷酸酯。
进一步的，上述聚乙烯蜡中值粒径为50-100μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品中含有90-110重量份的聚氯乙烯树脂、20-40重量份的对苯二甲酸二辛酯、30-50重量份的轻质碳酸钙、20-30重量份的氢氧化物、3-5重量份的钙锌稳定剂、0.3-0.7重量份的聚乙烯蜡和1-3重量份的超支化聚合物，本发明使用超支化聚合物做为添加助剂，加入到含有大量氢氧化镁/铝的PVC制品中，有效的提高了PVC制品的塑化速度，明显改善了PVC制品熔体的流动性，同时保证PVC制品的物理性能不受影响。
附图说明
图1为本发明实施例1、对比例1和对比例2制备得到的含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品流变曲线图(1#为对比例1，2#为对比例2，3#为实施例1)。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的目的在于提供一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，其技术点在于：按所述高阻燃PVC制品的重量份数计，所述PVC制品由100重量份的聚氯乙烯树脂、30重量份的对苯二甲酸二辛酯、40重量份的轻质碳酸钙、25重量份的氢氧化物、4重量份的钙锌稳定剂、0.5重量份的聚乙烯蜡和2重量份的超支化聚合物组成。
其中，超支化聚合物的密度为1.3g/cm2，熔程为140-160℃。
其中，聚氯乙烯树脂的中值粒径为250μm。
其中，对苯二甲酸二辛酯的分子量为375，在25℃下粘度为55×10-3Pa·s。
其中，轻质碳酸钙的含水率为0.5wt％，中值粒径为5μm。
其中，氢氧化物为氢氧化铝。
其中，氢氧化铝的中值粒径为65μm，振实密度为1.2g/cm3。
其中，钙锌稳定剂的重量份数计，所述的钙锌稳定剂由15重量份的硬脂酸钙、30重量份的硬脂酸锌、6重量份的水滑石、17重量份的沸石、4重量份的乙酰丙酮钙、4重量份的二苯甲酰甲烷-季胺盐壳聚糖载体复合物、0.5重量份的季戊四醇和0.5重量份的亚磷酸酯。
其中，聚乙烯蜡中值粒径为75μm。
按照上述配方制备本发明的一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品包括以下步骤：
步骤一：按要求精确称取上述原材料，将聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、氢氧化物和对苯二甲酸二辛酯混合均匀后，预热至40-60℃，得到混合物A。
步骤二：将聚氯乙烯树脂加入到高速混料锅内，并对高速混料锅进行升温，接着将上述混合物A缓慢加入高速混料锅中，当高速混料锅升温至95-100℃时加入超支化聚合物，当高速混料锅的温度升至105-110℃时加入钙锌稳定剂，当高速混料锅的温度升至120-130℃时出料，得到混合物B。
步骤三：将步骤二中的混合物B在95-150℃下进行混炼，然后输送至单螺杆成型挤出机内，在100-150℃下挤出成型，得到本实施例中含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品。
实施例2
本发明的目的在于提供一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，其技术点在于：按所述高阻燃PVC制品的重量份数计，所述PVC制品由90重量份的聚氯乙烯树脂、20重量份的对苯二甲酸二辛酯、30重量份的轻质碳酸钙、20重量份的氢氧化物、3重量份的钙锌稳定剂、0.3重量份的聚乙烯蜡和1重量份的超支化聚合物组成。
其中，超支化聚合物的密度为1g/cm2，熔程为160-180℃。
其中，聚氯乙烯树脂的中值粒径为30μm。
其中，对苯二甲酸二辛酯的分子量为350，在25℃下粘度为50×10-3Pa·s。
其中，轻质碳酸钙的含水率为0.1wt％，中值粒径为0.5μm。
其中，氢氧化物为氢氧化铝。
其中，氢氧化镁的氯杂质含量为0.75wt％，振实密度为1.4g/cm3。
其中，钙锌稳定剂的重量份数计，所述的钙锌稳定剂由10重量份的硬脂酸钙、20重量份的硬脂酸锌、2重量份的水滑石、15重量份的沸石、2重量份的乙酰丙酮钙、2重量份的二苯甲酰甲烷-季胺盐壳聚糖载体复合物、0.1重量份的季戊四醇和0.1重量份的亚磷酸酯。
其中，聚乙烯蜡中值粒径为50μm。
按照上述配方制备本发明的一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品包括以下步骤：
步骤一：按要求精确称取上述原材料，将聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、氢氧化物和对苯二甲酸二辛酯混合均匀后，预热至40-60℃，得到混合物A。
步骤二：将聚氯乙烯树脂加入到高速混料锅内，并对高速混料锅进行升温，接着将上述混合物A缓慢加入高速混料锅中，当高速混料锅升温至95-100℃时加入超支化聚合物，当高速混料锅的温度升至105-110℃时加入钙锌稳定剂，当高速混料锅的温度升至120-130℃时出料，得到混合物B。
步骤三：将步骤二中的混合物B在95-150℃下进行混炼，然后输送至单螺杆成型挤出机内，在100-150℃下挤出成型，得到本实施例中含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品。
实施例3
本发明的目的在于提供一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，其技术点在于：按所述高阻燃PVC制品的重量份数计，所述PVC制品由110重量份的聚氯乙烯树脂、40重量份的对苯二甲酸二辛酯、50重量份的轻质碳酸钙、30重量份的氢氧化物、5重量份的钙锌稳定剂、0.7重量份的聚乙烯蜡和3重量份的超支化聚合物组成。
其中，超支化聚合物的密度为1.6g/cm2，熔程为140-160℃。
其中，聚氯乙烯树脂的中值粒径为500μm。
其中，对苯二甲酸二辛酯的分子量为400，在25℃下粘度为60×10-3Pa·s。
其中，轻质碳酸钙的含水率为1.0wt％，中值粒径为10μm。
其中，氢氧化物为氢氧化铝。
其中，氢氧化铝的中值粒径为80μm，振实密度为1.5g/cm3。
其中，钙锌稳定剂的重量份数计，所述的钙锌稳定剂由20重量份的硬脂酸钙、40重量份的硬脂酸锌、10重量份的水滑石、20重量份的沸石、6重量份的乙酰丙酮钙、2-6重量份的二苯甲酰甲烷-季胺盐壳聚糖载体复合物、1重量份的季戊四醇和1重量份的亚磷酸酯。
其中，聚乙烯蜡中值粒径为100μm。
按照上述配方制备本发明的一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品包括以下步骤：
步骤一：按要求精确称取上述原材料，将聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、氢氧化物和对苯二甲酸二辛酯混合均匀后，预热至40-60℃，得到混合物A。
步骤二：将聚氯乙烯树脂加入到高速混料锅内，并对高速混料锅进行升温，接着将上述混合物A缓慢加入高速混料锅中，当高速混料锅升温至95-100℃时加入超支化聚合物，当高速混料锅的温度升至105-110℃时加入钙锌稳定剂，当高速混料锅的温度升至120-130℃时出料，得到混合物B。
步骤三：将步骤二中的混合物B在95-150℃下进行混炼，然后输送至单螺杆成型挤出机内，在100-150℃下挤出成型，得到本实施例中含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品。
实施例4
本发明的目的在于提供一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，其技术点在于：按所述高阻燃PVC制品的重量份数计，所述PVC制品由100重量份的聚氯乙烯树脂、30重量份的对苯二甲酸二辛酯、40重量份的轻质碳酸钙、25重量份的氢氧化物、4重量份的钙锌稳定剂、0.5重量份的聚乙烯蜡和2重量份的超支化聚合物组成。
其中，超支化聚合物的密度为1.6g/cm2，熔程为140-160℃。
其中，聚氯乙烯树脂的中值粒径为500μm。
其中，对苯二甲酸二辛酯的分子量为400，在25℃下粘度为60×10-3Pa·s。
其中，轻质碳酸钙的含水率为1.0wt％，中值粒径为10μm。
其中，氢氧化物为氢氧化铝。
其中，氢氧化铝的中值粒径为80μm，振实密度为1.5g/cm3。
其中，钙锌稳定剂的重量份数计，所述的钙锌稳定剂由20重量份的硬脂酸钙、40重量份的硬脂酸锌、10重量份的水滑石、20重量份的沸石、6重量份的乙酰丙酮钙、2-6重量份的二苯甲酰甲烷-季胺盐壳聚糖载体复合物、1重量份的季戊四醇和1重量份的亚磷酸酯。
其中，聚乙烯蜡中值粒径为100μm。
按照上述配方制备本发明的一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品包括以下步骤：
步骤一：按要求精确称取上述原材料，将聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、氢氧化物和对苯二甲酸二辛酯混合均匀后，预热至40-60℃，得到混合物A。
步骤二：将聚氯乙烯树脂加入到高速混料锅内，并对高速混料锅进行升温，接着将上述混合物A缓慢加入高速混料锅中，当高速混料锅升温至95-100℃时加入超支化聚合物，当高速混料锅的温度升至105-110℃时加入钙锌稳定剂，当高速混料锅的温度升至120-130℃时出料，得到混合物B。
步骤三：将步骤二中的混合物B在95-150℃下进行混炼，然后输送至单螺杆成型挤出机内，在100-150℃下挤出成型，得到本实施例中含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品。
对比例1
本对比例中将实施例中的“超支化聚合物”换成“丙烯酸酯共聚物”，其余操作同实施例1。
对比例2
本对比例中不添加实施例1中所述的“超支化聚合物”，其余操作同实施例1。
实验例
将实施例1(3#)、对比例1(2#)和对比例2(3#)制备得到的PVC制品倒入哈普流变仪中，观察流变曲线可以对比出丙烯酸酯共聚物和超支化聚合物促进塑化的能力，从图1中可以看出加入了丙烯酸酯共聚物及超支化聚合物后，扭矩都明显下降了，这正是由于改善了熔体的流动性才使得扭矩下降。另一方面，加入丙烯酸酯共聚物及超支化聚合物后，塑化时间也提前了，尤其是加入超支化聚合物后，塑化明显加快，这就验证了超支化聚合物具有更加优良的促进塑化能力的作用。将实施例1、对比例1和对比例2制备得到的PVC制品倒入双辊开炼机中，对比三种干混料的包辊时间，不添加任何助剂的配方包辊能力差，包辊速度慢，添加丙烯酸酯共聚物后包辊能力略有提高，而加入超支化聚合物后，包辊能力明显增强。
本发明仅仅提供了一种含有超支化聚合物的高阻燃PVC制品，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
