一种阻燃聚氯乙烯弹性体及其制备方法和密封条与流程

本发明涉及聚氯乙烯弹性体改性，具体为聚氯乙烯弹性体阻燃改性领域。

背景技术：

1、聚氯乙烯(pvc)是世界上第二大通用树脂，但由于pvc分子中存在烯丙基氯等结构缺陷，致使其加工及成型过程中的热稳定性能较差，因此，需在加工处理时添加热稳定剂，以缓解其热降解。pvc热稳定剂主要分为铅盐类、金属皂类和有机锡类三种，其中占比最高的为金属皂类热稳定剂，其次为铅盐类热稳定剂。但由于铅盐类和有机锡类热稳定剂均具有毒性，对环境有一定破坏作用，未来金属皂类热稳定剂将占据更大的市场份额。合成水滑石作为金属皂类的辅助稳定剂，市场占比有望持续增长。

2、合成水滑石(ldh)作为硬脂酸盐的辅助稳定剂，是一种具有层状结构的、不含铅等重金属的化合物。其既具备比常用有机金属盐高得多的热稳定效能，同时还具有非常优异的透明性。作为pvc热稳定剂时，合成水滑石可以中和吸收pvc因热降解而释放的hcl，抑制pvc热降解的自动催化作用，且无毒无害，安全环保；作为卤素吸收剂时，合成水滑石可以有效消除聚烯烃树脂中的卤素及催化剂残留物，从而避免树脂产生凝胶体、设备被腐蚀。

3、ldh的层压板主要由类水镁石组成，部分二价阳离子被三价阳离子取代，从而导致层压板带正电荷。为了表现出电中性，阴离子将被纳入ldh的层间。同时，层压板上的羟基通过氢键与阴离子或水分子连接，这导致它们很容易团聚。同时，ldh是一种无机化合物，与有机基体材料的相容性和分散性较差，最终导致基体复合材料的阻燃效率低和力学性能差。因此，ldh在pvc基材中分散性差是本申请需要解决的焦点之一。

4、碳微球(cms)是新兴的球形碳纳米材料，具有热稳定性、高电子电导率和比表面积，主要用作重金属离子吸附剂、电极材料和催化剂。使用cms作为阻燃剂可以改善高分子材料的残炭层，因为cms通过热迁移参与残炭层的形成，可以填充残炭的空位，改善残炭层的结构，从而提高炭层的石墨化程度。然而，当cms作为单一阻燃剂添加到聚合物中时，聚合物在燃烧时会释放大量黑烟，在这种情况下，聚合物材料将无法通过烟密度性能的测试要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种橡胶组合物及其制备方法，解决背景技术中所提出ldh/pvc复合材料阻燃效率低和力学性能差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种阻燃聚氯乙烯弹性体，包括以下质量份的材料：

4、pvc 100份，热稳定剂4-10份，mbs 1-3份，acr 2-5份，硬脂酸或硬脂酸盐0.3-1.5份，铜掺杂镁铝水滑石3-30份。

5、具体地，所述铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：配置(mg2++al3+)：cu2+：尿素＝12:4:25，超声分散后升温至80-90℃搅拌反应14-16h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

6、具体地，还添加有3-25份的铈负载碳微球。

7、具体地，所述铈负载碳微球的制备方法包括：10g碳微球与0.1mol的硝酸铈溶液混合后，经超声分散0.5-1h后搅拌1-1.5h，最后在室温下老化4.5-7h后制得。

8、具体地，所述铜掺杂镁铝水滑石为铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石。

9、具体地，所述铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：取5g铈负载碳微球超声分散于溶剂中，调节ph至10-11后添加20g的铜掺杂镁铝水滑石，升温至85-90℃反应6-7h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

10、具体地，所述铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石为铈负载碳微球-磷氮改性铜掺杂镁铝水滑石。

11、具体地，所述铈负载碳微球-磷氮改性铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：取5g铈负载碳微球超声分散于溶剂中，调节ph至10-11后添加20g的铜掺杂镁铝水滑石，并逐滴加入0.15mol/l的磷酸铵溶液100ml后，升温至85-90℃反应6-7h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

12、一种阻燃聚氯乙烯弹性体的制备方法，将上述任一的材料混合均匀后，在175-190℃下熔融塑化后造粒制得。

13、一种密封条，将上述造粒制得的粒料同密封条骨架材料共同挤出后制得。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、1、常规有机化改性水滑石往往需要使用有机溶剂，且水滑石与其他材料的插层步骤繁琐，相比之下，将其他金属掺杂到水滑石中更为简便。mgal-ldh片层由具有公共边缘的规则八面体(由六个mo键组成)组成。当层压板中的部分mg2+被cu2+取代时，由于cu2+的姜泰勒效应，部分mg-o正八面体将会转变为cu-o拉长八面体，导致层压板的规整性和结晶度降低，以及层压板的变形，进而导致层间距变大，使得高分子链易于进入层间，提升水滑石的扩散效果。

16、2、cu2+的姜泰勒效应导致水滑石层压板表面的不规则性也增加了水滑石层压板比表面积，从而大大增加了羟基、羧基的生长位点。最后，水滑石结晶度的降低也降低了水滑石表面羟基稳定性，这增加了磷酸盐和羟基配体之间交换的可能性，使磷酸铵更容易吸附于水滑石上，同水滑石共同分散于高分子基材中。

17、3、加入cumgal-ldh后的pvc复合材料热稳定性有所提升，烟密度下降明显，一方面是cu2+的抑烟性能在发挥作用，另一方面稀土元素可以与pvc降解过程中产生的hcl反应生成cecl3，降低了hcl对pvc降解的催化作用，从而达到增强pvc热稳定性能的目的。同时稀土元素也作为酸点位促使材料成炭，催化分解反应生成的浓烟。残炭率提升明显，主要是因为cu2+的催化交联作用形成了更稳定的碳层。

技术特征：

1.一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：包括以下质量份的材料：

2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：配置(mg2++al3+)：cu2+：尿素＝12:4:25，超声分散后升温至80-90℃搅拌反应14-16h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：还添加有3-25份的铈负载碳微球。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铈负载碳微球的制备方法包括：10g碳微球与0.1mol的硝酸铈溶液混合后，经超声分散0.5-1h后搅拌1-1.5h，最后在室温下老化4.5-7h后制得。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铜掺杂镁铝水滑石为铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石。

6.根据权利要求5所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：取5g铈负载碳微球超声分散于溶剂中，调节ph至10-11后添加20g的铜掺杂镁铝水滑石，升温至85-90℃反应6-7h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

7.根据权利要求5所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铈负载碳微球-铜掺杂镁铝水滑石为铈负载碳微球-磷氮改性铜掺杂镁铝水滑石。

8.根据权利要求7所述的一种阻燃聚氯乙烯弹性体，其特征在于：所述铈负载碳微球-磷氮改性铜掺杂镁铝水滑石的制备方法包括：取5g铈负载碳微球超声分散于溶剂中，调节ph至10-11后添加20g的铜掺杂镁铝水滑石，并逐滴加入0.15mol/l的磷酸铵溶液100ml后，升温至85-90℃反应6-7h后，经过滤、洗涤、干燥后制得。

9.一种阻燃聚氯乙烯弹性体的制备方法，其特征在于：将权利要求1-8任一所述的材料混合均匀后，在175-190℃下熔融塑化后造粒制得。

10.一种密封条，其特征在于：将权利要求9所制得的粒料，同骨架材料共同挤出后制得。

技术总结
本发明公开了一种阻燃聚氯乙烯弹性体及其制备方法和密封条，以聚氯乙烯、热稳定剂、MBS、ACR、硬脂酸或硬脂酸盐、铜掺杂镁铝水滑石等为原料，经共混、挤出造粒后制得阻燃聚氯乙烯弹性体，进一步同密封条骨架共同挤出制成密封条。本发明技术方案主要解决了现有技术中水滑石在聚氯乙烯基材中分散性差的缺陷。

技术研发人员：张潇宇,张超,杨灵斌
受保护的技术使用者：仙居县中天橡塑有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15