[发明专利]一种软质PVC用无锑复合阻燃剂

说明书

技术领域

发明属于阻燃材料领域，具体涉及一种软质PVC专用无锑复合阻燃剂的配方。

背景技术

PVC作为通用高分子材料已广泛地渗入到人们的生产生活之中。PVC本身为难燃性高分子材料，它的氯含量在55%以上，氧指数高达45%，在空气中不易点燃，阻燃性及自熄性优异。然而，因软质PVC对软硬度的需要，通常需要向PVC中添加大量的增塑剂，如邻苯二甲酸酯类增塑剂，柠檬酸酯类增塑剂，脂肪族二元酸酯类增塑剂以及环氧大豆油等。上述增塑剂虽提升PVC制品软度，但导致PVC复合材料的氧指数降低，增加了使用该类材料使用中的火灾安全隐患，这对燃烧级别要求严格的线缆、地板等使用领域是极为不利的。

通常，在软质PVC阻燃领域，三氧化二锑是最为常用也且高效的阻燃剂。三氧化二锑同卤素存在高效的协同作用，可明显降低高分子材料的可燃性，提高氧指数。如专利CN 105585801 A、105038032 A、CN 103554711 A、CN 104448613 A等专利均采用三氧化二锑为阻燃剂以提高PVC复合材料的阻燃性能。然而，随着环保要求的不断提升，减少重金属（铅，镉，汞，砷，锑等）应用在高分子领域已是大势所趋。非三氧化二锑阻燃剂如金属氢氧化物可提升软质PVC阻燃性，如专利CN 105837998 A使用氢氧化镁和氢氧化铝复合阻燃剂提高PVC电缆的氧指数；氢氧化镁及氢氧化铝分解以及分解的水发生物相变化而吸收热量实现阻燃作用，该类阻燃剂阻燃效率偏低，通常需要依靠高填充量才能实现理想的阻燃效果，这对材料的性能产生不利影响，尤其影响材料的低温脆性。由此，三氧化二锑增效剂其替代品便成为了研究和开发的重点。如专利CN 101205309 B报道了使用氧化镁或氧化铝的混合物作为三氧化二锑的增效剂用于聚酯或聚酯合金，在阻燃效率不降低的同时大幅度降低阻燃成本。专利CN 101020825 A报道了锑基纳米复合阻燃协效剂，其阻燃剂中包含B、Zn、Mg中的任一种或两种超细级金属化合物粉末原料，充分发挥纳米材料的特性以提高材料的阻燃性。专利CN 102504433 B报道了纳米凹凸棒土复合型PVC阻燃剂，其组分中包含Sb₂O₃50-70份、活化剂5-35份、钼酸铵0.5-2份、表面有机改性纳米凹凸棒10-20份、PVC树脂1-5份。CN 105315493 A公开了一种一种低烟环保型锑系复配阻燃剂及其制备方法 ，其组分包括，三氧化二锑30-50份、锑酸钠15-40份、羟基锡酸锌10-20份、偶联剂3-8份；专利CN 102558868 B公开了在卤素阻燃ABS的配方中替代三氧化二锑的复合阻燃剂，其组成为 滑石粉 20-50份，无机娃酸盐 0.5-10份，有机硅类物质 10-30份，锑化合物 20-50份，分散剂 0.2-5份。专利CN 102786714 A公开了一种用于PVC的替代三氧化二锑的阻燃剂，配方包括三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化镁和滑石粉；上述专利中基本提到了特定化合物如锑酸钠，硼酸锌，羟基锡酸锌，纳米无机材料，有机硅等可与三氧化二锑产生协同作用，虽可以部分替代，使得阻燃材料的性价比提高，但是并未彻底解决无锑化的问题。

在三氧化二锑完全替代的专利中，专利CN 104693792 A公开了 磷石膏可在聚酰胺材料阻燃中完全提到三氧化二锑，并提高了聚酰胺材料的漏电起痕指数CTI；US 8889770 B2公开了一种无三氧化二锑而用于HIPS及PC/ABS的阻燃剂，该阻燃剂中含卤聚合物或卤素型阻燃剂以及含苯环的芳香族难燃聚合物。专利CN 105800672 A公开了一种羟基锡酸锌超细粉体及锡酸锌超细粉体的制备方法，并指出它是替代三氧化二锑理想的环保产品。羟基锡酸锌虽可代替三氧化二锑，然而其价格过高，导致下游生产企业难以承受，所以开发三氧化二锑阻燃剂显得至关重要。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于软质PVC用的无锑复合阻燃剂。在充分研究PVC燃烧特点的基础上，充分利用磷、卤、硅等阻燃元素、锌系催化成炭化合物以及不燃性成炭树脂的协同作用，以对苯二甲酸锌和羟基锡酸锌作为复合催化成炭剂，它们不仅对PVC成炭有促进作用，且最大限度的克服了锌系化合物对PVC“锌烧”效应。和以往专利报道相比，最大的特点是实现软质PVC阻燃无锑化及高效化。

本发明的一种软质PVC用无锑复合阻燃剂，按质量百分数计，包括如下组分：氯化聚乙烯5%-20%，磷酸酯 20%-30%，对苯二甲酸锌30%-50%，羟基锡酸锌10%-15%，成炭树脂1%-15%，有机硅偶联剂0.5%-5%。