难燃聚氯乙烯工业壁板用组合物及其制品，及制备方法

1、一种难燃聚氯乙烯工业壁板用组合物，其特征在于含有下列 组分：
聚氯乙烯          100份(重量)；
复合铅盐稳定剂    4-6份(重量)；
氯化聚乙烯        4-6份(重量)；
硬脂酸            0.15-0.5份(重量)；
邻苯二甲酸二辛脂  2-4份(重量)；
硼酸锌            3-6份(重量)；
三氧化钼          4-6份(重量)；
氢氧化铝          12-15份(重量)；
轻质碳酸钙        8-20份(重量)。
2、一种难燃增强型聚氯乙烯工业壁板用组合物，其特征在于含 有下列组分：
聚氯乙烯          100份(重量)；
复合铅盐稳定剂    4-6份(重量)；
氯化聚乙烯        4-6份(重量)；
硬脂酸            0.15-0.5份(重量)；
邻苯二甲酸二辛脂  2-4份(重量)；
硼酸锌         3-6份(重量)；
三氧化钼       4-6份(重量)；
氢氧化铝       12-15份(重量)；
轻质碳酸钙     21-40份(重量)；
偶联剂         2-12份(重量)。
3、根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于加入0.2-0.5 份(重量)的UV-系列紫外线吸收剂。
4、根据权利要求1、2或3所述的组合物，其特征在于含有1-2 份(重量)的钛白粉，或0.01-0.05份(重量)的酞青蓝，或0.05-0.5 份(重量)的中络黄。
5、根据权利要求1所述的组合物，其特征在于还含有2-12份(重 量)的偶联剂。
6、一种制造难燃聚氯乙烯工业壁板用组合物的方法，其特征在 于：包括以下步骤：
(1)按照下面配方的重量比称取各组成分物料：聚氯乙烯 100份(重量)；复合铅盐稳定剂4-6份(重量)；氯化聚乙烯4-6份(重 量)；硬脂酸0.15-0.5份(重量)；邻苯二甲酸二辛脂2-4份(重量)； 硼酸锌3-6份(重量)；三氧化钼4-6份(重量)；氢氧化铝12-15份(重 量)；轻质碳酸钙8-20份(重量)；
(2)先将聚氯乙烯、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯、轻质碳酸 钙，在常温下依次加人高速捏合机中搅拌，当温度升至65-75℃时停 机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂、硼酸锌、三氧化钼和氢氧化 铝继续搅拌，当物料温度升至110-115℃时，将物料排入冷搅机中， 冷却至38-45℃时出料，制成松散状干混粉料；
(3)造粒。
7、一种挤出制品，其特征在于是由权利要求1-5中任一项组合 物制备。
8、一种制备权利要求7制品的方法，其特征在于：包括以下步 骤：
(1)按照下面配方的重量比称取各组成分物料：聚氯乙烯100份 (重量)；复合铅盐稳定剂4-6份(重量)；氯化聚乙烯4-6份(重量)； 硬脂酸0.15-0.5份(重量)；邻苯二甲酸二辛脂2-4份(重量)；硼酸 锌3-6份(重量)；三氧化钼4-6份(重量)；氢氧化铝12-15份(重量)； 轻质碳酸钙8-20份(重量)；
(2)先将聚氯乙烯、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯、轻质碳酸 钙，在常温下依次加入高速捏合机中搅拌，当温度升至65-75℃时停 机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂、硼酸锌、三氧化钼和氢氧化 铝继续搅拌，当物料温度升至110-115℃时，将物料排入冷搅机中， 冷却至38-45℃时出料，制成松散状干混粉料；然后，给造粒机加温， 达到设定的温度后，保温30分钟，再加入干粉混料造粒，并采用单 螺杆挤出机挤出成型；或将干粉混料直接加入双螺杆挤出机挤出成 型，得到所需制品。

本发明涉及一种高分子建材组合物。更具体地说，本发明涉及一 种热塑性材料，并能广泛应用于建筑用的各类框架结构护围制品，如 能替代金属和玻璃钢制品的护围墙体。所述的制品具有强度高、韧性 好、抗老化、阻燃、防水、保温、隔音等特性。本发明还涉及该组合 物的制备方法。\n近年来，塑性材料已成为国内外装饰行业中广为使用的一种新型 材料。但由于其性能的局限性，往往只能应用于民用建筑的室内装饰 上，而作为建筑中各类框架结构护围墙体，仍以金属和玻璃钢制品为 主。由于金属和玻璃钢制品的造价高，施工难度也较大，维护上也存 在诸多的缺陷；因此，迄今为止迫切要求对现有热塑性材料组合物的性 能进行改进，使其能用于建筑中各类框架结构护围墙体。\n目前，随着高分子技术的发展，不断提出了对这种热塑性材料性 能进行改进的新的组合物和制造方法。如中国专利申请号为 93114981.9，公开号为CN1087101A，发明名称为“一种聚氯乙烯热塑 性弹性体及其制品的制备工艺”文献资料中，提出了在聚氯乙烯中加 入相应的改性剂、增塑剂和稳定剂等物料，使改性后的组合物具有弹 性、耐腐蚀性和低温可绕性。又如中国专利申请号为87104669.5，公 开号为CN1030597A，发明名称为“阻燃塑料组合物以及用改组合物制 成的制品”的文献资料中，同样提出了在聚氯乙烯中加入相应的改性 剂、增塑剂和稳定剂等物料，制成的产品具有重量轻、耐腐蚀、抗老 化等优点。然而，上述组合物的性能虽然有了很大的改进和提高，但 其强度和燃烧性能还没有达到规定的标准，尤其是烟密度等级标准要 求比较高，远不能在建筑中各类框架结构护围墙体中广泛应用。\n本发明的目的就在于提供一种对现有热塑材料性能得到进一步改 进，具有强度高、韧性好、抗老化、阻燃、防水、保温、隔音等特性 的、能广泛应用于建筑用的各类框架结构护围墙体组合物，以替代目 前的金属、玻璃钢等相应的制品。为此，本发明还要提供一种制造该 组合物的方法。\n作为能广泛应用于工业和民用建筑中的各类框架结构护围墙体 PVC组合物，不仅要求具有很高的强度，韧性好，而且质量要轻，能够 阻燃、保温、隔音和防止老化。\n研究发现，聚氯乙烯(PVC)虽然本身就具有许多优良的性能，如具 有一定的阻燃、抗老化、耐腐蚀，熔融粘度适中；但极性PVC分子间的 吸引力强，所以难以溶化和流动，使制品坚硬。而加入一定量的增塑 剂，使增塑剂中的极性基因于与PVC分子中极性基因发生偶极力作用， 使其分子“插入”到PVC分子链之间，介于PVC分子间的增塑剂分子 中非极性烷基部分，能起到阻挡PVC分子的接近，从而增大分子间的距 离，减少吸引力，使PVC分子链的运动比较容易。因此，加入并有效地 控制增塑剂的用量，就可以大大提高聚氯乙烯(PVC)制品的拉伸强度、 耐热性和冲击强度。\n同时，聚氯乙烯在日光照射下，其化学键易遭到日光紫外线破坏， 从而出现泛黄、变脆、龟裂，表面失去光泽等老化现象。为提高制品 的抗紫外线能力，实验证明，加入一定量的稳定剂可广泛吸收紫外线， 使制品的抗老化性能延至30-50年不变。\n同时发现，具有阻燃作用的氢氧化铝，主要是a-三水氧化铝，它 的晶体结构是有紧密堆积的轻基离子以AB双层的方式构成的，而铝离 子处于上述堆积的轻离子之中，在所形成的八面体空隙中，有三分之 二的空隙被铝离子作占据，其余的空隙是空着的。对于每个铝离子配 位六个OH离子，这种紧密堆积的轻基离子就构成一种层状结构，相邻 两层间以轻基离子所形成的氢键相连结。氢氧化铝受热分解成AL2O3， 和水，反应的吸热量可达到1967.2KJ/kg。吸收这样大的热量是氢氧化 铝能作为阻燃剂使用的最主要特性。实验证明，氢氧化铝在210℃左右 时脱水明显，随着氢氧化铝加入量的增加能迅速有效地增强对塑料的 阻燃性能。\n实验证明，硬质PVC的难燃性已经达到UL94V-0级。水合硼酸锌(FB 阻燃剂)是一种无机添加型阻燃剂。三氧化钼不仅具有阻燃性能，而且 还兼有抑烟功能。如果将氢氧化铝和硼酸锌并用，可以达到更高标准 的阻燃性能。因此，在硬质PVC中加入氢氧化铝和水合硼酸锌等阻燃剂， 不仅能增强阻燃性能，而且还将有很好的消烟作用。\n这就是说，为进一步提高热塑材料的强度和阻燃性能，降低烟密 度，在以聚氯乙烯(PVC)为组合物基料的基础上，加入相应的增塑剂、 阻燃剂、稳定剂、改性剂和加工助剂等，就可以制得难燃PVC工业壁板 用组合物。\n具体组成含量如下：\n聚氯乙烯(PVC)为100份(以重量计)；\n复合铅盐稳定剂为4-6份(重量)；\n氯化聚乙烯(CPE)为4-6份(重量)；\n硬脂酸为0.15-0.5份(重量)；    \n邻苯二甲酸二辛脂(DOP)为2-4份(重量)；\n硼酸锌为3-6份(重量)；\n三氧化钼为4-6份(重量)；\n氢氧化铝为12-15份(重量)；\n轻质碳酸钙为8-20份(重量)。\n如果想调节和控制产品的密度，可加入AC发泡剂和ACR发泡调节 剂。最好是加入0.1-0.5份(重量)的AC发泡剂和1-5份(重量)的ACR 发泡调节剂，使产品的密度达到0.65-1.2g/Cm3。\n如果需要进一步增强产品的强度和抗冲击性，可加大轻质碳酸钙 的含量，并加入偶联剂，最好加入21-40份(重量)的轻质碳酸钙和2-12 份(重量)的偶联剂。\n为了进一步增强产品的抗老化性能，可加入2-6份(重量)的UV-系 列紫外线吸收剂。还可加入相应的物料来改变制品的颜色。如加入1-2 份(重量)的钦白粉，或加入0.01-0.05份(重量)的酞青蓝，或加入 0.05-0.5份(重量)的中络黄等，以制得相应颜色的制品。\n本发明的制备方法包括以下几个步骤：\n1、按照上述配方的重量比称取各组成分物料。即：聚氯乙烯(PVC) 100份(重量)；复合铅盐稳定剂4-6份(重量)；氯化聚乙烯(CPE)4-6 份(重量)；硬脂酸0.15-0.5份(重量)；邻苯二甲酸二辛脂(DOP)2-4 份(重量)；硼酸锌3-6份(重量)；三氧化钼4-6份(重量)；氢氧化铝 12-15份(重量)；轻质碳酸钙8-20份(重量)。\n2、先将聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯、轻质碳 酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中搅拌，当温度上升至70-80℃时 停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三氧化钼和 氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至110-115℃时，将物料排入冷搅机 中，冷却至38-45℃时出料，制成松散状干混粉料。\n3、造粒。先给造粒机加温，达到设定的温度后保温30分钟，再加 入制得的干粉混料，调整造粒机主机转速进行造粒。比较适宜的温度 如下：\n一区(90±5℃)    二区(105±5℃)  三区(120±5℃)\n四区(130±5℃    五区(145±5℃)  六区(140±5℃)\n4、挤出成型。采用单螺杆挤出机挤出成型。当物料从机头挤出后， 先检查物料塑化情况，调整温度设置，不允许有较大的温度波动。经 过造粒的物料挤出成型，得到所需的制品。比较适宜的温度如下：\n一区(150±5℃)    二区(160±5℃)    三区(170±5℃)\n四区(185±5℃)    五区(195±5℃)    六区(180±5℃)\n按照上述的组分含量和制造方法取得的组合物，经《国家固定灭 火系统和耐火构件质量监督检验中心》检测，产品燃烧性能达到GB8624 B1级(热塑性材料)，达到并超过了国家规定的标准。其中氧指数≥ 55(％)，(标准要求≥32(％))，水平燃烧达到FH-1级，烟密度等级(SOR) ≤61，(标准要求≤75)。该产品强度高，韧性好，抗老化，阻燃、防水、 保温、隔音，可作为工业和民用建筑的各类框架结构护围墙体，替代 目前的金属、玻璃钢等相应的制品，是一种理想的“以塑代钢，以塑 代木”的建筑装饰材料。\n下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅限于这些 例子。\n实施例1\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂5公斤，氯化聚乙 烯5公斤，硬脂酸0.2公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)2公斤，硼酸锌 5公斤，三氧化钼4公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳酸钙15公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、 轻质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升 至70℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三 氧化钼和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至115℃时，将物料排入冷 搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干混粉料。然后给造粒机加 温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制得的干粉混料，调整造粒 机主机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出机挤出成型得到所需的制 品。制品密度达到1.30-1.50g/cm3，纵、横向拉伸强度(mpa))53，纵、 横向冲击强度(kj/m2)》6.8。\n实施例2\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂4公斤，氯化聚乙 烯(CPE)5公斤，硬脂酸0.3公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)2.5公斤， 硼酸锌4公斤，三氧化钼5公斤，氢氧化铝15公斤，轻质碳酸钙18 公斤，发泡剂(AC)0.3公斤，ACR发泡调节剂3公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、轻 质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升至 75℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、AC发 泡剂、ACR发泡调节剂、三氧化钼和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升 至120℃时，将物料排入冷搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干 混粉料。然后给造粒机加温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制 得的干粉混料，调整造粒机主机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出 机挤出成型，得到所需的制品。制品的密度达到0.65-0.85g/cm3。\n实施例3\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂6公斤，氯化聚乙 烯(CPE)5.5公斤，硬脂酸0.4公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3.5公斤， 硼酸锌4.5公斤，三氧化钼4.5公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳酸钙 30公斤，AC发泡剂0.2公斤，ACR发泡调节剂2公斤，再加入偶联剂 8公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、轻 质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升至 75℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三氧 化钼、偶联剂、AC发泡剂，ACR发泡调节剂和氢氧化铝继续搅拌，当物 料温度升至118℃时，将物料排入冷搅机中，冷却至40℃时出料，制成 松散状干混粉料。采用双螺杆挤出机挤出成型得到所需的制品。所制 产品的纵、横向拉伸强度为≥54，纵、横向冲击强度为≥7.2，密度达 到0.86-1.00g/cm3。\n实施例4\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂5.5公斤，氯化聚 乙烯(CPE)5公斤，硬脂酸0.35公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3.5公斤， 硼酸锌4.5公斤，三氧化钼4.5公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳酸钙 14公斤，AC发泡剂0.18公斤，ACR发泡调节剂2公斤，偶联剂5公斤， 再加入0.2-0.5公斤UV-9或UV-531紫外线吸收剂4公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、硬 脂酸、轻质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温 度上升至70℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸 锌、三氧化钼、AC发泡剂、ACR发泡调节剂、偶联剂、UV-系列紫外线 吸收剂和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至120℃时，将物料排入冷 搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干混粉料。然后，给造粒机 加温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制得的干粉混料，调整造 粒机主机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出机挤出成型得到所需的 制品。经测试，制品的抗老化性能延至30-50年不变。\n实施例5\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂4.5公斤，氯化聚 乙烯(CPE)5.5公斤，硬脂酸0.3公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3.5公 斤，硼酸锌4.5公斤，三氧化钼4.5公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳 酸钙10公斤，再加入钛白粉1.6公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、轻 质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升至 75℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三氧 化钼、钛白粉和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至120℃时，将物料 排入冷搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干混粉料。然后给造 粒机加温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制得的干粉混料，调 整造粒机主机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出机挤出成型得到所 需颜色的制品。\n实施例6\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂4.5公斤，氯化聚 乙烯(CPE)5.5公斤，硬脂酸0.3公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3.5公 斤，硼酸锌4.5公斤，三氧化钼4.5公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳 酸钙10公斤，再加入酞青蓝0.015公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、 轻质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升 至75℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三 氧化钼、酞青蓝和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至120℃时，将物 料排入冷搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干混粉料。然后给 造粒机加温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制得的干粉混料， 调整造粒机主机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出机挤出成型得到 所需颜色的制品。\n实施例7\n采用聚氯乙烯(PVC)100公斤，复合铅盐稳定剂4.5公斤，氯化聚 乙烯(CPE)5.5公斤，硬脂酸0.3公斤，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3.5公 斤，硼酸锌4.5公斤，三氧化钼4.5公斤，氢氧化铝13公斤，轻质碳 酸钙10公斤，再加入中络黄0.2公斤。\n将所取的聚氯乙烯(PVC)、复合铅盐稳定剂、氯化聚乙烯(CPE)、 轻质碳酸钙，在常温下依次加入高速捏合机中开机搅拌，当温度上升 至75℃时停机，再加入硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硼酸锌、三 氧化钼、中络黄和氢氧化铝继续搅拌，当物料温度升至120℃时，将物 料排入冷搅机中，冷却至40℃时出料，制成松散状干混粉料。然后给 造粒机加温，达到设定温度后保温30分钟，再加入制得的干粉混料， 调整造粒机转速进行造粒。最后采用单螺杆挤出机挤出成型得到所需 颜色的制品。