一種可陶瓷化耐火pvc板材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料加工領域，涉及一種可陶瓷化耐火PVC板材的制備方法。該方法是在以聚氯乙烯樹脂為聚合物基體，配合以熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、沖擊改性劑、加工助劑和成瓷填料等，通過擠出成型的方法制備可陶瓷化耐火PVC板材。本發(fā)明的特點在于，可陶瓷化耐火PVC板材采用現(xiàn)有的生產設備和生產方法進行生產，在常溫使用時保持PVC板材的特性；在高溫下具有快速陶瓷化的特點，能夠保證板材的基本形狀，有利于阻止火災的蔓延，可應用于建筑防火門。
【專利說明】
一種可陶瓷化耐火pvc板材的制備方法 一、
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料加工領域，涉及一種可陶瓷化耐火PVC板材的制備方法。 二、
【背景技術】
[0002] 隨著社會、經濟和科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代的建筑，特別是一些大型豪華娛樂場所、 車站等人員密集的地方，使用聚合物材料作為建筑材料越來越多，如塑料門窗。如果這些地 方在發(fā)生火災的時候，高分子材料不具有耐極限高溫性能，那么現(xiàn)場所有人員的人身及財 產安全都將面臨更大的危險，若可燃物放出大量煙霧，特別是有毒氣體，還將導致二次災害 的發(fā)生，因此如何提高聚合物板材的耐極限高溫性能成為了一個亟待解決的問題。
[0003] PVC板材隔熱及阻燃性能良好，力學強度優(yōu)異，但是也存在明顯的缺點，相比于無 機非金屬材料，與絕大多數(shù)高分子材料一樣，其耐熱性能差，尤其是耐極限高溫性能極差。 傳統(tǒng)PVC板材在普通狀況下可以表現(xiàn)出良好的力學性能和阻燃性能，但是一旦發(fā)生重大火 災，則PVC板材在耐極限高溫方面的缺陷顯露無疑。特別是作為建筑材料的防火門，如果在 大火中被燒蝕軟化就起不到防火、隔火的作用?？商沾苫突餚VC板材是一種擁有廣大前 景的新型聚合物基復合材料，與普通PVC板材在高溫環(huán)境中軟化、變形、降解和燃燒不同， 這種新型PVC板材在正常使用時保持有PVC板材的特性，在火災等高溫、火焰條件下則能快 速陶瓷化，形成更高強度、能夠自支撐的陶瓷狀材料，起到阻燃和高溫熱隔絕作用，效能達 到和超過鐵制防火門的作用。該板材其加工和成型工藝與傳統(tǒng)的高分子材料加工和成型工 藝相同，正常使用性能也相同，但是在火災現(xiàn)場中會表現(xiàn)出優(yōu)異的耐火、防火性能。 三、

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于使用雙螺桿擠出機生產出可陶瓷化耐火PVC板材，可以是實壁 的和微發(fā)泡的。其特點是常溫下保持有PVC板材的優(yōu)異性能，而在高溫（如火災）等情況 下可以使板材陶瓷化，從而達到耐火、防火的目的。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
[0006] -種可陶瓷化耐火PVC板材，其特征在于由聚氯乙烯樹脂為聚合物基體，配合以 熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、沖擊改性劑、加工助劑和成瓷填料等組成。其原料組分及各組分的重量 份數(shù)分別為：
[0007] 聚氯乙烯 100 熱穩(wěn)定劑 3~5 潤滑劑 1~2 沖擊改性劑0~8 加工助劑 1~5 發(fā)泡劑 0~0.6 成瓷填料 10-400
[0008] (1)所述的聚氯乙烯為SG5~7型樹脂；所述的熱穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑、鉛鹽類 穩(wěn)定劑或鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑；所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣，石蠟、聚乙烯 蠟等；所述的沖擊改性劑為CPE、ACR類助劑；所述的加工助劑為ACR流動改性劑等；所述的 發(fā)泡劑為AC、檸檬酸、碳酸氫鈉等。
[0009] (2)所述的成瓷填料為玻璃粉、陶瓷粉、玻璃纖維、滑石粉、云母粉或粘土中的一種 或任意幾種的混合物。成瓷填料由高軟化點組分成瓷填料和低軟化點組分成瓷填料組成； 其中高軟化點組分成瓷填料的軟化點在800~1500°C，低軟化點組分成瓷填料的軟化點在 300~500°C;高軟化點組分成瓷填料用量為成瓷填料總重量的40%~70%，低軟化點組分 成瓷填料用量為成瓷填料總重量的30 %~60%。
[0010] (3)可陶瓷化耐火PVC板材的制備方法具體步驟為：首先將50~100重量份數(shù)的 成瓷填料和〇. 5~2. 5重量份數(shù)的偶聯(lián)劑加入高速混合機中，60~70°C，高速混合10~ 15min后，得表面改性的成瓷填料備用；再依次將100重量份數(shù)的聚氯乙烯、3~5重量份數(shù) 的熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、1~2重量份數(shù)的潤滑劑、1-8重量份數(shù)抗沖改性劑、1~ 5重量份數(shù)的加工助劑加入高速混合機中，混合5~lOmin至125°C，雙螺桿擠出板材。其 中，雙螺桿造粒擠出機各段溫度依次為：一區(qū)190~200°C，二區(qū)180~170°C，三區(qū)160~ 165°C，四區(qū)165~170°C ;模具溫度為175°C。
[0011] 本發(fā)明的可陶瓷化耐火PVC板材在通常環(huán)境下具有良好的加工性能，在常溫使用 時保持PVC板材的特性；在高溫下具有快速陶瓷化的特點，能夠保證板材的基本形狀，有利 于阻止火災的蔓延。同時，快速陶瓷化耐火PVC板材可采用現(xiàn)有的生產設備和生產方法進 行生產，具有工藝簡單、施工方便、成本低、無污染等優(yōu)點。
[0012] 本發(fā)明的可陶瓷化耐火PVC板材可在750~950°C范圍內快速形成致密的陶瓷化 產物，所形成的陶瓷化產物具有良好的抗沖擊性、高溫絕緣性、致密性以及一定的強度。 四、【具體實施方式】
[0013] 下面以具體實例對本發(fā)明做進一步說明。
[0014] 本實例中所用到的聚氯乙烯為SG-5型樹脂；高軟化點玻璃粉（玻璃粉A)為市售 磨碎玻璃纖維；低軟化點玻璃粉（玻璃粉B)為市售玻璃粉；市售滑石粉（HS);熱穩(wěn)定劑為 有機錫熱穩(wěn)定劑；潤滑劑為硬脂酸；發(fā)泡劑為AC ;加工助劑為ACR。
[0015] 實施例1
[0016] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0017] 聚氯乙烯SG-5 100份 玻璃粉A 60份 玻璃粉B 40份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1.5份 有機錫穩(wěn)定劑 3份 硬脂酸 1.5份 ACR 2 份
[0018] 將玻璃粉A、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合機 中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤滑 劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠出機各段溫 度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為175°C。
[0019] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0020] 實施例2
[0021] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0022] 聚氯乙烯SG-5 100份 玻璃粉A 50份 玻璃粉B 50份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1份 有機錫穩(wěn)定劑 3份
[0023] 硬脂酸 1.5份 ACR 2 份
[0024] 將玻璃粉A、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合機 中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤滑 劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠出機各段溫 度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為175°C。
[0025] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0026] 實施例3
[0027] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0028] 聚氯乙烯SG-5 100份 HS 60 份 玻璃粉B 40份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1.5份 有機錫穩(wěn)定劑 3份 硬脂酸 1.5份 ACR 2 份
[0029] 將滑石粉（HS)、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合 機中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤 滑劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠出機各段 溫度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為175°C。
[0030] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0031] 實施例4
[0032] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0033] 聚氯乙烯SG-5 100份 HS 50 份 玻璃粉B 50份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1份 有機錫穩(wěn)定劑 3份 硬脂酸 1.5份 ACR 2 份
[0034] 將滑石粉（HS)、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合 機中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤 滑劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠出機各段 溫度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為175°C。
[0035] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0036] 實施例5
[0037] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0038] 聚氯乙烯SG-5 100份 玻璃粉A 60份 玻璃粉B 40份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1.5份 有機錫穩(wěn)定劑 3份 硬脂酸 1.5份 AC 0.5 份 ACR 2 份
[0039] 將玻璃粉A、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合 機中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤 滑劑、發(fā)泡劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠 出機各段溫度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為 175。。。
[0040] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0041] 實施例6
[0042] -種陶瓷化耐火PVC板材，其原料配比如下：
[0043] 聚氯乙烯SG-5 100份 玻璃粉A 50份 玻璃粉B 50份 3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1份 有機錫穩(wěn)定劑 3份
[0044] 硬脂酸 1.5份 AC 0.5 份 ACR 2 份
[0045] 將玻璃粉A、玻璃粉B和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合 機中，60°C，混合lOmin后出料備用。依次將聚氯乙烯、熱穩(wěn)定劑、表面改性的成瓷填料、潤 滑劑、發(fā)泡劑、加工助劑加入高速混合機中，混合lOmin，然后用雙螺桿擠出板材，雙螺桿擠 出機各段溫度依次為：一區(qū)190°C，二區(qū)180°C，三區(qū)165°C，四區(qū)165°C ;機頭模具溫度為 175。。。
[0046] 用火焰槍對板材進行灼燒，至其燃燒完畢后，觀察其灼燒后的結構特征和形狀，發(fā) 現(xiàn)灼燒后，其外觀基本保持不變，形成表面致密的瓷化層，能夠完成自支撐。其他性能測試 結果如表1。
[0047] 表1 (性能測試結果）
[0048]
【主權項】
1. 一種可陶瓷化耐火PVC板材的制備方法，其特征在于由聚氯乙烯樹脂為聚合物基 體，配合以熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、沖擊改性劑、加工助劑和成瓷填料等，通過擠出成型的方法制 備可陶瓷化耐火PVC板材。2. 根據權利要求1所述的可陶瓷化耐火PVC板材，其特征在于所述的成瓷填料為玻璃 粉、陶瓷粉、玻璃纖維、滑石粉、云母粉或粘土中的一種或任意幾種的混合物。3. 根據權利要求2所述的可陶瓷化耐火PVC板材所用成瓷填料，其特征在于所述的成 瓷填料由高軟化點組分成瓷填料和低軟化點組分成瓷填料組成；其中高軟化點組分成瓷填 料的軟化點在800~1500°C，低軟化點組分成瓷填料的軟化點在300~500°C;高軟化點組 分成瓷填料用量為成瓷填料總重量的40 %~70 %，低軟化點組分成瓷填料用量為成瓷填 料總重量的30 %~60%。4. 根據權利要求1所述的可陶瓷化耐火PVC板材，其特征在于其配料中可陶瓷化填料 的重量份數(shù)為10~400份。
【文檔編號】C08K9/06GK105885275SQ201510029202
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】苑會林, 廖航
【申請人】北京化工大學