专利名称：无卤阻燃pvc弹性料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子复合材料的制备技术，具体涉及一种电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料的制备方法。
背景技术：
电梯平衡补偿链是一种保持电梯升降过程平稳运行的一种重要安全部件。电梯平衡补偿链是由专用电焊锚链和外裹复合材料组成，为保证电梯平衡补偿链在运行过程中减少摩擦噪声、平稳，电梯平衡补偿链须采用具有弹性的聚合物材料作为外裹的护套。具有弹性的聚合物种类很多，包括各种热塑性弹性体和橡胶。由于PVC来源广，价廉，力学性能优越，成型加工方便，通过改性可以制得PVC热塑性弹性体。由于通常生产的PVC热塑性弹性体阻燃性差，燃烧过程中易产生有毒有害气体。
发明内容
本发明目的在于提出一种能克服现有技术现状、具有良好的环保阻燃性的无卤阻燃PVC弹性料。本发明由PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料组成；所述PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料的重量比为100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ；
其中，所述增韧剂为含氯量为34 36%的氯化聚乙烯；
所述增塑剂为由邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合组成的混合增塑剂；
所述热稳定剂为无毒液体钙锌稳定剂； 所述润滑剂为硬脂酸或分子量为1000 5000的聚乙烯蜡； 所述无卤阻燃剂为平均粒径为5 100微米的改性氢氧化铝； 所述颜料为高色素炭黑。本发明采用了具有环保阻燃功能的两种原料，一种是磷酸二苯一辛酯增塑剂，另一种是微米级氢氧化铝阻燃剂。磷酸二苯一辛酯和微米级氢氧化铝在PVC弹性体中具有良好的阻燃协同作用，同时可以降低在火灾中PVC弹性体烟密度和有害气体的产生，由该粒料生产的电梯平衡补偿链护套具有良好的环保阻燃性，还具有热稳定性好、成本低、易挤出成型加工、阻燃效果好的特点。本发明另一目的是提出无卤阻燃PVC弹性料的生产方法。包括以下步骤
1)将PVC树脂置于转速为800转/分钟 1000转/分钟的捏合机中混合至70V 80°C，再将稳定剂和增塑剂加入后继续混合，然后将增韧剂、润滑剂、颜料以及无商阻燃剂加入继续混合，直至混合物料的温度达到85°C 95°C后出料；
2)将混合物料送入到冷却搅拌器中冷却至40°C 50°C；3)将冷却后的混合物料置于双螺杆挤出机中，在挤出模头温度为130°C 150°C的条件下挤出条状无卤阻燃PVC弹性料；
投料时，所述PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料的重量比为 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ； 所述增韧剂为含氯量为34 36%的氯化聚乙烯；
所述增塑剂为由邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合组成的混合增塑剂；
所述热稳定剂为无毒液体钙锌稳定剂； 所述润滑剂为硬脂酸或分子量为1000 5000的聚乙烯蜡； 所述无卤阻燃剂为平均粒径为5 100微米的改性氢氧化铝； 所述颜料为高色素炭黑。本发明具有积极的效果(1)本发明采用邻苯二甲酸二辛酯与磷酸二苯一辛酯在电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料中形成复合增塑体系，一方面提高PVC 弹性体的耐低温性，更重要的是磷酸二苯一辛酯还具有协同阻燃效果，(2)本发明的阻燃剂中偶联剂的重量只占微米级氢氧化铝的1% 3%，一方面降低了生产成本，另一方面有利于 PVC熔体的流动性，易于挤出成型加工。(3)本发明采用氢氧化铝作阻燃剂，氢氧化铝热分解可产生水和氧化铝，起到消烟、降温、成炭作用，有利于该专用料具有环保阻燃作用。(4) 由本发明的粒料生产的电梯平衡补偿链护套外观好、韧性好，耐热老化性好(80°C，168小时拉伸强度变化率小于20%)，热稳定高(200°C热稳定时间大于60分钟)，阻燃效果好(氧指数大于34)。本发明所述平均粒径为5 100微米的改性氢氧化铝的制备方法是将平均粒径为5 100微米的氢氧化铝与硅烷偶联剂按照100 1 3的重量置于转速为800转/分钟 1000转/分钟的混合机中混合至混合物料的温度为125°C 135°C，然后出料冷却即可；
所述的硅烷偶联剂的分子结构式为Y-Si-(OR)3,其中的OR基团为烷氧基，Y基团为有机官能基团，所述有机官能基团为氨基、或者甲基丙酰氧基、或者乙烯基。另外，双螺杆挤出机按照物料经过的先后次序分为四个加热区和挤出模头，所述四个加热区的加热温度依次为1\=901 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C， T4=130°C 150°C。
具体实施例方式一、实施例 1
本实施例的电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料是由PVC树脂和共混在该PVC树脂中的添加剂所组成的共混体系。添加剂包括增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂和颜料。增塑剂有两种，第一种是邻苯二甲酸二辛酯，第二种是磷酸二苯一辛酯，邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合组成混合增塑剂。在232. 8kg 的电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料中，各成分及含量如下
PVC树脂100kg，增韧剂氯化聚乙烯Ukg，热稳定剂无毒液体钙-锌稳定剂Ag，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯50kg，磷酸二苯异一辛酯10kg，润滑剂硬脂酸锌3. ^g，颜料炭黑0. 3kg，阻燃剂改性微米级氢氧化铝50kg。热稳定剂来源于上海智强塑料助剂有限公司生产的无毒液体钙-锌稳定剂。制备方法为
①制备改性微米级氢氧化铝
称取IOOkg的粉状微米级氢氧化铝与2. Okg的液态的硅烷偶联剂，将微米级氢氧化铝与硅烷偶联剂倒入转速为900转/分钟的高速混合机中混合，持续搅拌8min，因高速搅拌产生的摩擦热使物料温度升高至130°C，然后出料冷却，即得到作为填充剂的经硅烷偶联剂处理的微米级氢氧化铝——改性微米级氢氧化铝，从该改性微米级氢氧化铝中称取50kg，待用。以上粉状微米级氢氧化铝是指平均粒径在5 100微米的氢氧化铝。硅烷偶联剂是曲阜晨光化工有限公司制造的牌号为NQ-50的硅烷偶联剂。该硅烷偶联剂为一种分子里含有两种不同基团——无机和有机反应基团的硅基化分子。其基本结构为Y-Si- (OR) 3, OR是可水解基团烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。烷氧基能与碳酸钙表面残留的水分反应生成硅醇，这些硅醇与氢氧化铝表面的羟基反应，生成烷氧结构并脱水，形成牢固的化学键。Y是有机官能基团，如氨基、甲基丙酰氧基、乙烯基等，不同的有机官能团适用于不同的有机聚合物，它能与聚合物反应或形成物理缠绕、互穿网络体系而形成牢固的化学键。上述阻燃剂可以改善与PVC基体的相容性，并且适当降低了生产成本。另外硅烷偶联剂大分子链具有良好的柔韧性，对共混体系也有一定的增韧作用。而如果直接将未处理的微米级氢氧化铝添加到PVC共混体系中，会明显降低该专用料的力学强度。经硅烷偶联剂处理的微米级氢氧化铝还具有良好的加工流动性。②称取IOOkg的S-1300型PVC树脂、12kg的增韧剂氯化聚乙烯、7kg的液体钙-锌稳定剂、50kg的邻苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、50kg的改性微米级氢氧化铝、 3. 5kg硬脂酸锌、0. 3kg的炭黑，待用。③先将称取的S-1300型PVC树脂倒入转速为900转/分钟高速捏合机中混合，因高速搅拌产生的摩擦热使物料温度升高至75°C，再将液体钙-锌稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯倒入转速为900转/分钟高速混合机中继续混合，接着将称取的氯化聚乙烯、硬脂酸锌、炭黑以及改性微米级氢氧化铝倒入转速为900转/分钟高速混合机中继续混合直至因高速搅拌产生的摩擦热使物料温度达到90°C后出料，将物料送入到冷却搅拌器中冷却至40°C。④将物料送入已经加热至设定温度的到双螺杆挤出机中，混合物料在经过双螺杆挤出机的过程中，一方面受热而逐渐软化而成为熔融状态，另一方面在运动中各种成分进一步均勻混合，最后由模头成条状挤出，挤出的同时采用热切方式造粒(粒径约为2mm 3mm)即得到电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料；所设定的挤出模头温度 TS=140°C。双螺杆挤出机按照物料经过的先后次序分为4个加热区和挤出模头，所设定的各个加热区的加热温度依次为1\=901 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C， T4=130°C 150°C，挤出模头的温度为T = 130°C 150°C。将本发明形成的专用料制成电梯平衡补偿链护套，其性能测试，见表1。二、实施例 2:
5本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于在232. 8kg的电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料中，各成分以及相应的含量如下
PVC树脂100kg，增韧剂氯化聚乙烯Hkg，热稳定剂无毒液体钙-锌稳定剂Ag，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯45kg，磷酸二苯异一辛酯10kg，润滑剂硬脂酸锌3. ^g，颜料炭黑0. 3kg， 阻燃剂改性微米级氢氧化铝50kg。步骤②中，称取的各种原料的重量与上述各成分的含量相对应，也即称取IOOkg 的S-1300型PVC树脂、17kg的增韧剂氯化聚乙烯、7kg的液体钙-锌稳定剂、45kg的邻苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、50kg的改性微米级氢氧化铝、3. 5kg硬脂酸锌、0. 3kg 的炭黑，待用。将本发明形成的专用料制成电梯平衡补偿链护套，其性能测试见表1。三、实施例3:
本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于在对6. 3kg的电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料中，各成分以及相应的含量如下
PVC树脂100kg，增韧剂氯化聚乙烯Mkg，热稳定剂无毒液体钙-锌稳定剂Ag，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯50kg，磷酸二苯异一辛酯10kg，润滑剂硬脂酸锌4kg，颜料炭黑0. 3kg，阻燃剂改性微米级氢氧化铝60kg。与此相对应，在制备上述电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料时，步骤②中，所称取的各种原料的重量与上述各成分的含量相对应，也即称取IOOkg的 S-1300型PVC树脂、15kg的增韧剂氯化聚乙烯、7kg的液体钙-锌稳定剂、50kg的邻苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、60kg的改性微米级氢氧化铝、4kg硬脂酸锌、0. 3kg的炭
黒,付用ο将本发明形成的专用料制成电梯平衡补偿链护套，其性能测试表1。四、实施例4:
本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于在252. 3kg的电梯平衡补偿链护套用无卤阻燃PVC弹性体专用料中，各成分以及相应的含量如下
PVC树脂100kg，增韧剂氯化聚乙烯Ukg，热稳定剂无毒液体钙-锌稳定剂Ag，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯60kg，磷酸二苯异一辛酯10kg，润滑剂硬脂酸锌3kg，颜料炭黑0. 3kg，阻燃剂改性微米级氢氧化铝60kg。与此相对应，在制备上述高抗冲供水管件粒料时，步骤②中，所称取的各种原料的重量与上述各成分的含量相对应，也即称取IOOkg的s-1300型PVC树脂、12kg的增韧剂氯化聚乙烯、7kg的液体钙-锌稳定剂、60kg的邻苯二甲酸二辛酯、IOkg的磷酸二苯一辛酯、 60kg的改性微米级氢氧化铝、3kg硬脂酸锌、0. 3kg的炭黑，待用。将本发明形成的专用料制成电梯平衡补偿链护套，其性能测试表1。 表 权利要求
1.无卤阻燃PVC弹性料，其特征在于由PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料组成；所述PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料的重量比为 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ；所述增韧剂为含氯量为34 36%的氯化聚乙烯；所述增塑剂为由邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合组成的混合增塑剂；所述热稳定剂为无毒液体钙锌稳定剂； 所述润滑剂为硬脂酸或分子量为1000 5000的聚乙烯蜡； 所述无卤阻燃剂为平均粒径为5 100微米的改性氢氧化铝； 所述颜料为高色素炭黑。
2.一种如权利要求1所述无卤阻燃PVC弹性料的生产方法，其特征在于包括以下步< 骤1)将PVC树脂置于转速为800转/分钟 1000转/分钟的捏合机中混合至70V 80°C，再将稳定剂和增塑剂加入后继续混合，然后将增韧剂、润滑剂、颜料以及无商阻燃剂加入继续混合，直至混合物料的温度达到85°C 95°C后出料；2)将混合物料送入到冷却搅拌器中冷却至40°C 50°C；3)将冷却后的混合物料置于双螺杆挤出机中，在挤出模头温度为130°C 150°C的条件下挤出条状无卤阻燃PVC弹性料；投料时，所述PVC树脂、增韧剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、无卤阻燃剂和颜料的重量比为 100 5 20 40 80 4 8 1. 5 3. 5 30 80 0. 3 1. 0 ； 所述增韧剂为含氯量为34 36%的氯化聚乙烯；所述增塑剂为由邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯一辛酯以4 10 1的重量比混合组成的混合增塑剂；所述热稳定剂为无毒液体钙锌稳定剂； 所述润滑剂为硬脂酸或分子量为1000 5000的聚乙烯蜡； 所述无卤阻燃剂为平均粒径为5 100微米的改性氢氧化铝； 所述颜料为高色素炭黑。
3.根据权利要求2所述无卤阻燃PVC弹性料的生产方法，其特征在于所述平均粒径为 5 100微米的改性氢氧化铝的制备方法是将平均粒径为5 100微米的氢氧化铝与硅烷偶联剂按照100 1 3的重量置于转速为800转/分钟 1000转/分钟的混合机中混合至混合物料的温度为125°C 135°C，然后出料冷却即可；所述的硅烷偶联剂的分子结构式为Y-Si-(OR)3,其中的OR基团为烷氧基，Y基团为有机官能基团，所述有机官能基团为氨基、或者甲基丙酰氧基、或者乙烯基。
4.根据权利要求2或3所述无卤阻燃PVC弹性料的生产方法，其特征在于双螺杆挤出机按照物料经过的先后次序分为四个加热区和挤出模头，所述四个加热区的加热温度依次为1\=90°〇 110°C，T2=110°C 120°C，T3=120°C 130°C，T4=130°C 150°C。
全文摘要
无卤阻燃PVC弹性料及其生产方法，涉及高分子复合材料的制备方法，将PVC树脂在捏合机中混合至70℃～80℃，再将稳定剂、增塑剂、增韧剂、润滑剂、颜料以及无卤阻燃剂加入继续混合，直至混合物料的温度达到85℃～95℃后出料；将混合物料送入到冷却搅拌器中冷却至40℃～50℃；再将冷却后的混合物料置于双螺杆挤出机中，在挤出模头温度为130℃～150℃的条件下挤出条状无卤阻燃PVC弹性料。本发明制成的专用料制成电梯平衡补偿链护套外观好、韧性好，耐热老化性好，热稳定高，阻燃效果好。
文档编号C08K5/523GK102443226SQ20111027976
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者周健, 魏昌林 申请人:江苏兴华胶带股份有限公司