[发明专利]一种软质PVC制品用环保型阻燃添加剂及其制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种软质PVC制品用环保型阻燃添加剂及其制备和应用方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是迄今为止用得最为广泛的高分子化工材料之一，由于其加工性能良好、价格低廉、制造工艺简单等特点，而被广泛应用于工业、农业等领域。PVC材料分为软质和硬质两大类，硬质PVC因为没有添加小分子的增塑剂而无需考虑阻燃抑烟性能，软质PVC因为添加了大量小分子的诸如DOP等增塑剂，而使得它极易燃烧，同时也会产生大量的烟雾。软质PVC材料存在着容易燃烧的缺陷，在燃烧过程中产生的毒烟中含有的NO、CO和HCl等有毒性气体在火灾中直接威胁着人类的生命安全。随着国民经济的发展，在工业与公共娱乐场所，人们对PVC电线电缆、家居装饰材料的阻燃和抑烟提出了更高的要求。目前解决软质PVC制品的阻燃抑烟的方案主要是添加无机阻燃剂像Sb₂O₃，Al(OH)₃，Mg(OH)₂，Zn(AlO₂)₂，ZnB₂O₄等无机阻燃剂及其协同的有机溴系阻燃体系，具有抑烟效果的协同钼化合物阻燃体系，锑协同有机阻燃体系具有生烟量大的缺点，火灾时对逃生极为不利，同时由于锑化合物的毒性在发达国家开始禁用锑系阻燃体系；无机的Al(OH)₃，Mg(OH)₂，Zn(AlO₂)₂，ZnB₂O₄等阻燃体系，添加量大，对软质PVC制品的力学性能产生不良影响，因此用于软质PVC制品的新型阻燃抑烟体系仍然为行业所期待。

铋与锑属于同族元素，在物理化学性质上具有相似性，近来研究表明铋化合物对软质PVC制品也同样具有阻燃作用，同时铋化合物还兼具有抑烟的效果，但是铋化合物的比重比氧化锑大60%，在PVC制品加工时，氧化铋颗粒难于在制品中分散均匀，因此，氧化铋在阻燃抑烟的应用中很难发挥应用的效果。

发明内容

本发明的目的旨在解决氧化铋阻燃添加剂的高堆密度，难于分散而无法提高软质PVC制品的阻燃抑烟效果的缺陷，为解决上述技术问题本发明采用如下技术方案：

一种软质PVC制品用环保型阻燃添加剂的制备方法，依次包括以下步骤：

（1）将海泡石在弱酸性溶液中进行高速乳化解离，制备单纤维的海泡石溶胶；

（2）在海泡石溶胶中加入氧化铋颗粒，加热反应，过滤，洗涤，干燥获得氧化铋海泡石纤维；

（3）将氧化铋海泡石纤维中加入改性剂改性获得阻燃添加剂。

步骤（1）的具体过程如下：

海泡石分散于水中，调节溶液pH值1.5~7，海泡石在溶液中固质量含量为2%~20%，高速搅拌乳化1h，搅拌速度3000rpm至10000rpm，时间10min~60min，获得单纤维的海泡石溶胶；

上述pH值调节用HCl、H₂SO₄、NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄、NaCl-HCl、KCl-HCl、K₂SO₄-H₂SO₄或Na₂SO₄-H₂SO₄溶液。

步骤（2）所述的氧化铋粒径为0.1~50μm，堆密度不小于1.0g/cm³，晶相为α、β、γ和δ相中的一种或几种。

步骤（2）的具体过程如下：

将氧化铋颗粒加入海泡石溶胶中，氧化铋加入量为海泡石溶胶质量的1~10%，搅拌加热至90℃~160℃，反应1~8小时，冷却，颗粒氧化铋消失，过滤，得到的固体经过洗涤、干燥获得氧化铋海泡石纤维。

步骤（3）的具体过程如下：

氧化铋海泡石纤维中加入改性剂，改性剂加入量为氧化铋海泡石纤维质量的0.1~3%，在室温至90℃的温度下搅拌1~8小时，冷却后获得阻燃添加剂。

所述的改性剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、硬脂酸盐或者分子量小于10000的聚合物。

一种软质PVC制品用环保型阻燃添加剂是由上述方法制备而成的阻燃添加剂。

上述软质PVC制品用环保型阻燃添加剂添加到软质PVC制品中，用于阻燃。