一种高分子热敏塑料及其制备方法与流程

本发明属于有机高分子材料，具体涉及一种高分子热敏塑料及其制备方法。

背景技术：

1、热敏塑料指对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时、料温增高时易发生变色、降解、分解的塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等。硬聚氯乙烯由于其具有高绝缘性、低收缩率、抗氧化和化学性能稳定等优异特性，被广泛应用于众多行业领域。在pvc的实际应用中，为了满足其加工需求往往需要加入大量的增塑剂，这使得pvc材料的阻燃性能严重下降，并在燃烧过程中产生大量烟雾，导致其在工程应用方面受到极大的限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高分子热敏塑料及其制备方法，以解决以下技术问题：提高热敏塑料的阻燃性能和抑烟性能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高分子热敏塑料，包括如下重量份原料：80-100份聚氯乙烯、4-5份有机锡类稳定剂、4-5份阻燃增塑剂、5.5-7份蒙脱土、0.8-1份硬脂酸、1.2-1.5份氯化聚乙烯、10-40份无水石膏。

4、作为本发明的进一步方案，所述有机锡类稳定剂为甲基硫醇锡。有机锡的作用机理：置换烯丙基氯；捕捉hcl；与双键加成；抗氧化作用，从而提高了聚氯乙烯的稳定性，使其不易在高温时发生分解及状态发生改变，同时有机锡类稳定剂相对于其他热稳定性相比，其具有无毒，环保的特性。

5、无水石膏主要化学组成为无结晶水caso4，物理性能优良，化学性质稳定，具有较好的化学稳定性、耐酸蚀性能优秀。

6、作为本发明的进一步方案，所述阻燃增塑剂包括如下步骤制备：

7、将腰果酚溶于四氢呋喃中，加入三乙胺，在4-5℃下搅拌加入苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液，在4-5℃下反应1-3h后，升温至20±5℃继续反应4-5h，提纯，得阻燃型增塑剂。其反应式如下：

8、

9、式中r为以下任意一种：

10、

11、作为本发明的进一步方案，所述腰果酚、四氢呋喃、三乙胺、苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液的用量比为15-20g:60-80g:18-24g:165-170ml。

12、作为本发明的进一步方案，所述苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液的浓度为0.15-0.2mo l/l。

13、作为本发明的进一步方案，所述一种高分子热敏塑料的制备方法，包括如下制备步骤：

14、步骤一、按照配方准确称量各组分原料，将聚氯乙烯、有机锡类稳定剂、阻燃增塑剂、蒙脱土在70-75℃下混合10-15mi n后，升温至110℃，加入硬脂酸、氯化聚乙烯混合5-10mi n再加入无水石膏，在2000-3000r/mi n下混合5-10mi n，冷却至40-45℃以下出料，得高混料；

15、步骤二、将高混料经双螺杆挤出机挤出后，水冷牵条造粒，干燥，经螺杆式注塑机注塑成型，得一种高分子热敏塑料。

16、作为本发明的进一步方案，所述双螺杆挤出机的螺筒温度为145-160℃，转速150-160r/mi n，切粒速度7-8.5r/mi n。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过将苯基膦酰二氯与腰果酚反应，苯基膦酰二氯的c l基团与腰果酚的羟基基团反应，从而共价连接有机磷基阻燃剂苯基膦酰二氯到腰果酚上制得阻燃增塑剂，利用了腰果酚对环境无害、可再生和可降解的等优点，而且腰果酚的c15烷基链对聚氯乙烯起到增塑作用，同时在塑料燃烧时，苯基膦酰二氯的p＝o基可与火焰区域的氢原子结合，起到抑制火焰的作用，产生的水分一方面降低塑料的温度，另一方面稀释气相中可燃物的浓度，起到高效的阻燃作用；

19、本发明通过添加蒙脱土与聚氯乙烯共混造粒进一步起到阻燃抑烟作用，蒙脱土在受热过程中在炭层中富集，改善炭层结构，促进炭层的致密度与连续性，形成连续且致密的保护性炭层，从而导致塑料的残炭率提高，致密炭层的存在可以阻碍燃烧过程中氧气与可燃物质的传递，隔绝塑料表面的热量，能够有效地抑制塑料的持续燃烧。

技术特征：

1.一种高分子热敏塑料，其特征在于，包括如下重量份原料：80-100份聚氯乙烯、4-5份有机锡类稳定剂、4-5份阻燃增塑剂、5.5-7份蒙脱土、0.8-1份硬脂酸、1.2-1.5份氯化聚乙烯、10-40份无水石膏。

2.根据权利要求1所述的一种高分子热敏塑料，其特征在于，所述有机锡类稳定剂为甲基硫醇锡。

3.根据权利要求1所述的一种高分子热敏塑料，其特征在于，所述阻燃增塑剂包括如下步骤制备：

4.根据权利要求1所述的一种高分子热敏塑料，其特征在于，所述腰果酚、四氢呋喃、三乙胺、苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液的用量比为15-20g:60-80g:18-24g:165-170ml。

5.根据权利要求1所述的一种高分子热敏塑料，其特征在于，所述苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液的浓度为0.15-0.2mol/l。

6.根据权利要求1所述的一种高分子热敏塑料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

7.根据权利要求6所述的一种高分子热敏塑料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺筒温度为145-160℃，转速150-160r/min，切粒速度7-8.5r/min。

技术总结
本发明公开了一种高分子热敏塑料及其制备方法，属于有机高分子材料技术领域，包括如下重量份原料：80‑100份聚氯乙烯、4‑5份有机锡类稳定剂、4‑5份阻燃增塑剂、5.5‑7份蒙脱土、0.8‑1份硬脂酸、1.2‑1.5份氯化聚乙烯、10‑40份无水石膏。所述阻燃增塑剂包括如下步骤制备：将腰果酚溶于四氢呋喃中，加入三乙胺，在4‑5℃下搅拌加入苯基膦酰二氯的四氢呋喃溶液，在4‑5℃下反应1‑3h后，升温至20±5℃继续反应4‑5h，提纯，得阻燃型增塑剂。本发明通过将苯基膦酰二氯与腰果酚反应制得阻燃增塑剂起到高效的阻燃作用，并通过添加蒙脱土与聚氯乙烯共混造粒进一步起到阻燃抑烟作用。

技术研发人员：朱业媛,鲁锋
受保护的技术使用者：安徽九牛塑业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13