本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料及其制法。
背景技术：
聚氯乙烯(PVC)是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一，它具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点。但也存在如下缺点：1、韧性差，受冲击时极易脆裂，因此不能用作结构材料，另外，聚氯乙烯的脆性受温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15℃，软质PVC的使用下限为-30℃；2、热稳定性差，其在100℃时就开始分解出HCl，高于150℃时分解更加迅速，而PVC的熔融温度约为210℃；3、PVC的粘度极高，流动性极差，在一定程度上限制了其使用。通常采用添加填料、弹性体、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、耐热改性剂和流动改性剂等方法来改善PVC的性能。通常采用的硬质工程塑料如ABS，以及软质塑料如PVC，在注塑成型加工制品时，由于外软内硬，PVC容易发生移行，应力作用导致ABS制品层开裂，降低产品质量，造成次品量率高。因此，需要研究开发出耐ABS非移性的PVC材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，具有耐ABS非移性、韧性好、耐热性高、无压痕不开裂、阻燃效果好且强度高，综合性能优异等优点，可以适用于加工成汽车零部件、电子电器、仪器仪表等领域。
本发明还公开了一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂15～90份、钛酸酯改性硅灰石粉15～65份、安定剂3～8份、阻燃剂10～50份、加工助剂2～10份；其中，所述环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比1～2:2～3复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得。该PVC材料的空隙率高，可以吸收增塑剂，吸收增塑剂速度快，加工塑化性能好，鱼眼少，热稳定性好，环保增塑剂的迁移性小，低挥发，与塑料相容性好，可以增加树脂分子的可塑性和柔韧性，具有优良的塑化效率和优异的理化性能如拉伸强度等，在加热挤出过程中起到增塑作用同时提高PVC材料的加工性能和界面相容性，增塑剂不会析出或挥发，抗迁移性好，注塑加工过程中，非移行性PVC的韧性好，加工流动性能好，避免了在ABS板上的迁移，无压痕，无开裂，大大提高了产品质量。
进一步地，所述的多官能酯类增塑剂的制备过程如下：
将顺丁烯二酸酐和适量水置于反应器中，搅拌升温到75℃，保温45min，之后依次在100℃、120℃、140℃条件下边搅拌边向反应器中加入环戊二烯，分三等份加料完成后，再加入由乙二醇和异戊醇混成的多元醇，在常压下升温至200℃脱水3小时之后在真空度0.09MPa下脱水1.5小时，停止脱水，得到羟值为40-50mgKOH/g的多官能酯类增塑剂，其中,顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为35～36:30～32：6～8，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的6～7wt％。通过合理设计得到多官能酯类增塑剂，可以插入高聚物PVC分子链之间，削弱分子间力，提高高聚物的韧性和弹性，同时，多官能酯类增塑剂的链端多官能基团可以增加增塑剂与高聚物和加工助剂之间交联密度，在提高高聚物韧性的同时可以与材料中其他组分分子链之间产生分子间作用力，避免增塑剂在高聚物中的迁移，影响PVC制品的质量，改善了PVC材料的柔韧性、断裂伸长率、加工温度、冲击性能等综合理化性能。
以及加工助剂之间可以形成更多的交联点，增强PVC材料的强度的同时，
进一步地，所述的环氧蛹油是以蚕蛹油、甲酸和双氧水为原料，依次经蚕蛹油精制、环氧化、碱洗、水洗、脱水以及热稳定处理工艺而得，所得环氧蛹油的环氧值≥6.5％，酸值≤0.5gKOH/g。环氧蛹油的添加可以使PVC材料的柔韧性增强，容易加工，降低了聚合物的熔融温度。
进一步地，所述的聚氯乙烯粉的制备方法如下：
在聚合釜中加入120～140g去离子水、0.04～0.05g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.05～0.06g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.03～0.04g皂化度60～65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.02～0.04g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至50～65℃，加压至0.6～1MPa，搅拌，保温聚合2～3小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉。
进一步地，所述的皂化度60～65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇的平均聚合度为250，该聚乙烯醇的分子链末端含有-S-CH2-CH2-COONa基团。
采用上述优选的原料制备而得的聚氯乙烯粉，平均分子量在3-10万左右，化学稳定性好，分散效果好，组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状，吸收增塑剂快，塑化速度也快，加工温度低，产品易于成型加工。
进一步地，所述的安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比1～2:1:1～2经复配而成。进一步改善PVC材料的加工性能。
进一步地，所述的阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:1～2复配而得。用于进一步提高产品的阻燃性，减少有毒气体的产生和挥发。
进一步地，所述的加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，所述滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、石蜡、硬脂酸甘油酯中的至少一种，所述改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:1～2:2～3复配而得，所述光稳定剂为苯并三唑类、受阻胺类中的至少一种。加工助剂用于进一步改善PVC材料的耐ABS非迁移性以及加工性能。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在100～150℃下以800～1000转/分的速度搅拌5～10分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在110～120℃下挤出造粒，得到成品。
与现有技术相比，本发明提供的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料通过精心设计与反复试验得到各组分的合理配比而得，邻苯二甲酸盐含量小于100PPM，多环芳香烃含量小于10PPM，阻燃性可达V-0级别，成本低性价比高，耐低温性能好，加工性好，耐ABS非移性好、无压痕不开裂、韧性强、阻燃效果好，综合性能优异。
上述是发明技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。
具体实施方式：
为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：本实施例提供的一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂15份、钛酸酯改性硅灰石粉15份、安定剂3份、阻燃剂10份、加工助剂6份；其中，环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比1:2复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得，安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比1:1:1经复配而成，阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:1复配而得，加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸，改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:2:2复配而得，光稳定剂为苯并三唑类。
其中，多官能酯类增塑剂的制备过程如下：将顺丁烯二酸酐和适量水置于反应器中，搅拌升温到75℃，保温45min，之后依次在100℃、120℃、140℃条件下边搅拌边向反应器中加入环戊二烯，分三等份加料完成后，再加入由乙二醇和异戊醇混成的多元醇，在常压下升温至200℃脱水3小时之后在真空度0.09MPa下脱水1.5小时，停止脱水，得到羟值为40mgKOH/g的多官能酯类增塑剂，其中,顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为35:30:8，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的6wt％。
环氧蛹油是以蚕蛹油、甲酸和双氧水为原料，依次经蚕蛹油精制、环氧化、碱洗、水洗、脱水以及热稳定处理工艺而得，所得环氧蛹油的环氧值≥6.5％，酸值≤0.5gKOH/g。
聚氯乙烯粉的制备方法如下：在聚合釜中加入120g去离子水、0.05g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.05g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.03g皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.04g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至50℃，加压至1MPa，搅拌，保温聚合2小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉。其中，皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇的平均聚合度为250，该聚乙烯醇的分子链末端含有-S-CH2-CH2-COONa基团，聚乙烯醇的具体制备过程可以为：
在反应器中加入醋酸乙烯140份、3-巯基丙酸0.012份、甲醇35份，通氮气保护，加热到60℃，加入含2,2′偶氮二异丁腈0.06份的甲醇0.5份，匀速滴加含3-巯基丙酸0.25份的甲醇2.5份，在3小时内加完，然后在60℃反应4小时，冷却，边减压共沸整除反应液中残留的醋酸乙烯和甲醇，边补加甲醇，得到质量分数70％的聚醋酸乙烯的甲醇溶液，然后用氢氧化钠进行皂化，得到皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇，其平均聚合度为250，该聚乙烯醇的分子链末端含有-S-CH2-CH2-COONa基团。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在100℃下以1000转/分的速度搅拌5分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在110℃下挤出造粒，得到成品。
实施例2：本实施例提供的一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂50份、钛酸酯改性硅灰石粉65份、安定剂8份、阻燃剂30份、加工助剂10份；其中，环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比2:3复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得，安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比2:1:2经复配而成，阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:2复配而得，加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，滑剂为石蜡和硬脂酸甘油酯，改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:2:3复配而得，光稳定剂为受阻胺类。
进一步，多官能酯类增塑剂的制备过程与实施例1相同，不同之处在于：顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为36:31:7，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的7wt％，得到的多官能酯类增塑剂的羟值为50mgKOH/g。
聚氯乙烯粉的制备方法：在聚合釜中加入140g去离子水、0.04g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.06g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.03g皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.02g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至65℃，加压至0.6MPa，搅拌，保温聚合3小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉，其中，皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇及其具体制备过程与实施例1相同。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在150℃下以800转/分的速度搅拌5分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在115℃下挤出造粒，得到成品。
实施例3：本实施例提供的一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂90份、钛酸酯改性硅灰石粉45份、安定剂5份、阻燃剂30份、加工助剂2份；其中，所述环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比1:2复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得，安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比1.2:1:2经复配而成，阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:1.5复配而得，加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，滑剂为聚乙烯蜡和石蜡，改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:2:2复配而得，光稳定剂为苯并三唑类和受阻胺类光稳定剂。
进一步，多官能酯类增塑剂的制备过程与实施例1相同，不同之处在于：顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为35:32:6，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的6.8wt％，得到的多官能酯类增塑剂的羟值为46mgKOH/g。
聚氯乙烯粉的制备方法：在聚合釜中加入130g去离子水、0.04g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.05g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.04g皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.03g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至65℃，加压至0.8MPa，搅拌，保温聚合2.5小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉，其中，皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇及其具体制备过程与实施例1相同。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在120℃下以900转/分的速度搅拌8分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在120℃下挤出造粒，得到成品。
实施例4：本实施例提供的一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂60份、钛酸酯改性硅灰石粉20份、安定剂4份、阻燃剂50份、加工助剂2份；其中，所述环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比1:3复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得，安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比1:1:2经复配而成，阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:1.5复配而得，加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸甘油酯，改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:1.2:2.3复配而得，光稳定剂为苯并三唑类。
进一步，多官能酯类增塑剂的制备过程与实施例1相同，不同之处在于：顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为36:31:7，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的6wt％，得到的多官能酯类增塑剂的羟值为42mgKOH/g。
聚氯乙烯粉的制备方法：在聚合釜中加入140g去离子水、0.05g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.05g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.03～g皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.04g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至60℃，加压至1MPa，搅拌，保温聚合2小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉，其中，皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇及其具体制备过程与实施例1相同。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在140℃下以900转/分的速度搅拌6分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在112℃下挤出造粒，得到成品。
实施例5：本实施例提供的一种耐ABS非移性的高阻燃PVC材料，按重量份数计，是由包含以下组分的原料制成：聚氯乙烯粉100份、环保增塑剂80份、钛酸酯改性硅灰石粉40份、安定剂4份、阻燃剂25份、加工助剂9份；其中，所述环保增塑剂是由环氧蛹油与多官能酯类增塑剂按质量比1:2复配而成，多官能酯类增塑剂是由环戊二烯与顺丁烯二酸酐经D-A反应后再与多元醇经酯化反应而得，安定剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌与抗氧剂1010按质量比2:1:1经复配而成，阻燃剂为二苯基聚磷酸酯与经二甲基硅烷和甲基氢化硅烷表面改性处理的氢氧化镁按质量比1:2复配而得，加工助剂包括滑剂、改质剂以及光稳定剂，滑剂为硬脂酸和硬脂酸甘油酯，改质剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物按质量比1:1:3复配而得，光稳定剂为受阻胺类。
进一步，多官能酯类增塑剂的制备过程与实施例1相同，不同之处在于：顺丁烯二酸酐、环戊二烯、多元醇的质量比为35:30:8，水的添加量为顺丁烯二酸酐重量的7wt％，得到的多官能酯类增塑剂的羟值为50mgKOH/g。
聚氯乙烯粉的制备方法：在聚合釜中加入135g去离子水、0.04g1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯引发剂、0.06g羟丙基甲基纤维素悬浮剂、0.03g皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇和0.03g月桂酸酯，脱气，加入100g氯乙烯单体，升温至65℃，加压至0.6MPa，搅拌，保温聚合2小时，脱水，干燥，得到聚氯乙烯粉，其中，皂化度65％的端基为离子性基团的聚乙烯醇及其具体制备过程与实施例1相同。
一种前述的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的制备方法，包括以下步骤：
按照设定比例称取原料，将聚氯乙烯粉、环保增塑剂、安定剂、钛酸酯改性硅灰石粉、阻燃剂及加工助剂混合后，一起加入到高速共混机中，在110℃下以800转/分的速度搅拌10分钟，然后将搅拌混合后的原料通过双螺杆挤出机在116℃下挤出造粒，得到成品。
将本实施例1-5所得的成品进行性能测试，得到的结果如下表1所示：
表1：
从表1可以看出，本发明制得的耐ABS非移性的高阻燃PVC材料的各项性能都超出了国家标准，耐迁移性能好，具有优良的耐ABS迁移性能，环保，且耐高温性能优良，阻燃效果好，压缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。本发明的产品符合REACH、ROHS、PAHS、N-P等国际标准，可广泛应用于汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。