[发明专利]一种磷钨酸铁阻燃抑烟半硬质PVC片材及其制备方法

说明书

本发明公开一种磷钨酸铁阻燃抑烟半硬质PVC片材及其制备方法，该PVC片材组分包括PVC树脂粉、稳定剂、润滑剂、增塑剂和阻燃抑烟剂；所述阻燃抑烟剂为含有铁、磷、钨、氧四种元素的化合物。其中，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；铁、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；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片材燃烧时产生大量有害烟雾，危及人身安全的问题，拓宽了PVC片材的适用范围，利于其在建筑领域的进一步推广及应用。

技术领域

本发明涉及一种磷钨酸铁阻燃抑烟半硬质PVC片材及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是五大合成热塑性塑料之一，已经成为世界第二大产量的通用塑料仅次于聚乙烯，且PVC以硬质产品为主。所以PVC板材在家具、建材、装饰行业应用广泛，以较快速度发展。但PVC板材在燃烧过程中会产生大量的烟雾，发生火灾时带来更大人员伤亡，限制了其在建材与装饰材料中的应用，因此，提高PVC板材的阻燃抑烟性是PVC板材开发应用的关键，有助于促进其在相关行业中的应用。

目前应用于PVC的阻燃剂主要包括有机阻燃剂和无机阻燃剂，有机阻燃剂在PVC中应用较少，一般PVC基体选用的都是无机阻燃剂。无机阻燃剂不产生有毒和腐蚀性气体，属生理无害物质，安全性较高，对环境友好，且效果持久，价格低廉，是阻燃材料的主要发展方向。现有的无机阻燃剂可分为金属氢氧化物、锑系、锡系、硼系等。其中，锑系、锡系、硼系等多作为辅助阻燃剂，而金属氢氧化物一般作为阻燃填充剂，需要大量填充才能发挥阻燃效果，且这些无机阻燃剂的抑烟效果不明显，PVC材料在燃烧过程仍旧会产生大量的烟雾，威胁人们的生命和财产安全。因此，需要一种高性能的阻燃抑烟剂，减少阻燃剂的使用量的同时能起到良好的抑烟效果。

发明内容

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铁阻燃抑烟半硬质PVC片材及其制备方法，通过使用磷钨酸铁作为阻燃抑烟剂，能提高PVC片材的氧指数，抑制PVC片材的发烟量，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铁阻燃抑烟半硬质PVC片材，其组分包括PVC树脂粉、稳定剂、润滑剂、增塑剂和阻燃抑烟剂；所述阻燃抑烟剂为含有铁、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铁，其阻燃抑烟机理如下：

磷钨酸铁(Fe[PW₁₂O₄₀])属于过渡金属盐，且含有铁、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。铁、钨元素可与HCl反应形成强Lewis酸(–XO₂C_l2)，Lewis酸能够有效的催化PVC燃烧反应生成反式共轭多烯、氯化氢以及氯化物，然后通过氯化物的重复催化，进而发生Friedel–Crafts反应，最终交联成炭，减少苯及芳烃的产量，从而起到抑烟的作用，且铁、钨两元素协同还能更好的促进PVC的抑烟性能。而且钨元素对氮、磷的阻燃效果还具有促进作用，因此磷钨酸铁作为抑烟剂时，磷元素能为膨胀型阻燃剂的气源与酸源，阻燃效果更显著。

前述的磷钨酸铁阻燃抑烟半硬质PVC片材，该PVC片材各组分按重量份计包括：

PVC树脂粉100份，

稳定剂2～4份，

润滑剂0.2～0.6份，

增塑剂10～15份，

阻燃抑烟剂2～8份。

优选的，所述的稳定剂是稀土复合热稳定剂。

优选的，所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

优选的，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。