專利名稱:具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料及其制備方法,尤其是涉及一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù):
微波吸收材料是一種重要的功能材料,最先應(yīng)用于軍事上。涂在飛機(jī)、大炮,坦克、潛艇、巡洋艦、導(dǎo)彈、導(dǎo)彈發(fā)射架和武器倉庫外面,起到保護(hù)自己打擊敵人的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,吸波材料在電視廣播、雷達(dá)技術(shù)、微波暗室和電子器件等民用方面也有著廣泛的用途。PVC材料用途極廣,具有加工性能良好,制造成本低,耐腐蝕,絕緣等良好特點(diǎn)。加入一些阻燃抑煙劑能夠提高PVC的阻燃性能,抑制PVC燃燒過程中有害氣體的釋放。高?;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)2004年6月第18卷第3期報(bào)道了在100克的PVC中添加100克的納米氫氧化鎂,其氧指數(shù)達(dá)到了 30. 1,拉伸強(qiáng)度為13.4MPa。但是這種PVC材料只有阻燃抑煙性能,而沒有微波吸收性能。Journal of Alloys and Compounds 509 (2011) 8398-8400報(bào)道了將鐵鋇氧體慘雜A PVC中,鐵鋇氧體與PVC之比為70比30,測(cè)試厚度為2. 5mm時(shí),在頻率2_18GHz范圍內(nèi),最低反射損失為_40dB。但是填料添加量大,嚴(yán)重影響了材料的加工和力學(xué)性能,而且材料也不具備阻燃抑煙性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有微波吸收特性的阻燃PVC復(fù)合材料及制備方法,采用haake密煉機(jī),將阻燃劑、多壁碳納米管、PVC進(jìn)行共混。加入阻燃劑能夠提高PVC的阻燃抑煙性能,抑制PVC燃燒過程中有害氣體的釋放,加入多壁碳納米管能夠賦予PVC復(fù)合材料微波吸收性能。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟(I)在高速捏合機(jī)中依次加入100份PVC樹脂、2-5份熱穩(wěn)定劑、0. 5-2份潤滑劑、
0.1-4份加工助劑以及30-60份增塑劑,待物料塑化完全,出料,出料溫度控制在80-100°C,得到PVC預(yù)混料;(2)在haake密煉機(jī)中加入100份PVC預(yù)混料,10-150份阻燃劑,5-20份多壁碳納米管,密煉機(jī)溫度為130-170°C,混合5-15min,即得到具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料。所述的PVC樹脂的聚合度為800-2000 ;熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑或復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑;潤滑劑為氧化聚乙烯或脂肪酸金屬皂類潤滑劑;加工助劑為單硬酯酸甘油酯或丙烯酸酯類的高分子共聚物;增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑。所述的有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑包括月桂酸有機(jī)錫、馬來酸脂有機(jī)錫、硫醇有機(jī)錫、氧化、燒基錫或有機(jī)錫TM-181,復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑包括二鹽基硫酸鉛、 鹽基亞憐酸鉛或_ 鹽基硬脂酸鉛;所述的脂肪酸金屬皂類潤滑劑包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或硬脂酸鉛;所述的丙烯酸酯類的高分子共聚物包括丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯;所述的鄰苯二甲酸酯類增塑劑包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二正辛酯或鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯。所述的阻燃劑包括氫氧化鎂、三氧化二銻、二氧化硅、有機(jī)蒙脫土或碳酸鈣。所述的氫氧化鎂的粒徑為500-5000目。所述的二氧化硅包括氣相二氧化硅或沉淀二氧化硅。所述的碳酸鈣包括輕質(zhì)活性碳酸鈣或重質(zhì)活性碳酸鈣,粒徑為50-2000目。所述的多壁碳納米管的直徑為5-100nm,長度為0. 5-10 u m0與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明采用PVC、各種阻燃劑、多壁碳納米管為主要原料,在haake密煉機(jī)中混合,形成均勻的共混物。所制得PVC復(fù)合材料不僅具有高的阻燃抑煙性能,還具有微波吸收性能。在PVC用量為100份,氫氧化鎂用量為100份,三氧化二銻用量為10份,多壁碳納米管用量為7份時(shí),PVC復(fù)合材料的氧指數(shù)達(dá)到41. 5,最低反射率為-12. 8dB,反射率低于-IOdB的頻率范圍為2. 62GHz。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例和比較例所用材料如下聚氯乙烯(PVC):聚合度為1300上海氯堿公司產(chǎn)品。氫氧化鎂(Mg(OH) 2):牌號(hào)YZ-GX105粒徑小于2um,5000目,Mg(OH) 2含量大于94%,大連亞泰公司產(chǎn)品。納米有機(jī)蒙脫土(O-MMT):牌號(hào)NanolinDK,平均粒徑25X lOOOnm,浙江豐虹新材料股份有限公司產(chǎn)品。三氧化二銻(Sb203):化學(xué)純,中國醫(yī)藥(集團(tuán))上海化學(xué)試劑公司產(chǎn)品美字牌重質(zhì)活性碳酸鈣 100-1500目,上海碳酸鈣廠產(chǎn)品美字牌輕質(zhì)活性碳酸鈣 100-1500目,上海碳酸鈣廠產(chǎn)品高補(bǔ)強(qiáng)透明沉淀法二氧化硅上海蓉田橡膠助劑有限公司的產(chǎn)品多壁碳納米管(MWNTs) NC7000,管徑約為9. 5nm,長度約為I. 5 y m。比利時(shí)Nanocyl公司產(chǎn)品。實(shí)施例1-7按表I和表2中的配方中的配方在高速捏合機(jī)中依次加入100份PVC樹脂、4. 5份有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑(TM-181)、I份氧化聚乙烯(0PE-629)、0. 2份單硬酯酸甘油酯(APA)以及50份鄰苯二甲酸二異癸酯DIDP,待物料塑化完全,出料。出料溫度控制在90°C。得到PVC預(yù)混料將PVC預(yù)混料,阻燃劑,多壁碳納米管加入haake密煉機(jī)中,密煉機(jī)溫度為150°C,混合8min。得到一種具有阻燃微波吸收的PVC復(fù)合材料。
氧指數(shù)測(cè)定按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD2863測(cè)定,樣條尺寸120 X 6. 5 X 3mm3用傳輸-反射法測(cè)試材料的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率,并換算成一定厚度的微波吸收橡膠復(fù)合材料的微波反射率。表I具有微波吸收性的阻燃PVC復(fù)合材料實(shí)施例配方(重量份數(shù))
權(quán)利要求
1.一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,該方法包括以下步驟 (1)在高速捏合機(jī)中依次加入100份PVC樹脂、2-5份熱穩(wěn)定劑、O.5-2份潤滑劑、O. 1-4份加工助劑以及30-60份增塑劑,待物料塑化完全,出料,出料溫度控制在80-100°C,得到PVC預(yù)混料; (2)在haake密煉機(jī)中加入100份PVC預(yù)混料,10-150份阻燃劑,5_20份多壁碳納米管,密煉機(jī)溫度為130-170°C,混合5-15min,即得到具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的PVC樹脂的聚合度為800-2000 ;熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑或復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑;潤滑劑為氧化聚乙烯或脂肪酸金屬皂類潤滑劑;加工助劑為單硬酯酸甘油酯或丙烯酸酯類的高分子共聚物;增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑包括月桂酸有機(jī)錫、馬來酸脂有機(jī)錫、硫醇有機(jī)錫、氧化燒基錫或有機(jī)錫TM-181,復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑包括二鹽基硫酸鉛、_■鹽基亞憐酸鉛或二鹽基硬脂酸鉛;所述的脂肪酸金屬皂類潤滑劑包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或硬脂酸鉛;所述的丙烯酸酯類的高分子共聚物包括丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯;所述的鄰苯二甲酸酯類增塑劑包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二正辛酯或鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的阻燃劑包括氫氧化鎂、三氧化二銻、二氧化硅、有機(jī)蒙脫土或碳酸鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的氫氧化鎂的粒徑為500-5000目。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的二氧化硅包括氣相二氧化硅或沉淀二氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的碳酸鈣包括輕質(zhì)活性碳酸鈣或重質(zhì)活性碳酸鈣,粒徑為50-2000目。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述的多壁碳納米管的直徑為5-100nm,長度為O. 5-10 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有微波吸收特性的阻燃聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法,采用PVC、多壁碳納米管、阻燃劑為主要原料,加入阻燃劑能夠提高PVC的阻燃抑煙性能,抑制PVC燃燒過程中有害氣體的釋放,加入多壁碳納米管能夠賦予PVC復(fù)合材料微波吸收性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明不僅具有較好的阻燃抑煙性能,還具有微波吸收的性能,在PVC含量為100份,氫氧化鎂含量為100份,碳納米管含量為7份時(shí),復(fù)合材料的氧指數(shù)達(dá)到41.5,最低反射率為-12.8dB,反射率低于-10dB的頻率范圍為2.62GHz。
文檔編號(hào)C08L27/06GK102627814SQ20121008697
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者張勇, 張爽, 翟瀅浩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)