本發(fā)明涉及高分子改性領域，特別涉及一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料及其制備方法。

背景技術：

目前我們使用的阻燃abs材料由于abs中含有丁二烯雙鍵，容易受到紫外線照射而引發(fā)材料降解，材料的黃變較大，力學性能保持率也比較低，材料使用壽命受到影響。同時隨著國外對家用電器產(chǎn)品的要求增加，對于材料的阻燃性及灼熱絲起燃溫度（gwit）的要求越來越高。普通的阻燃abs的gwit溫度無法達到750度，阻燃abs的耐候性差、gwit溫度低這兩個因素限制了材料的使用，市場上有使用pvc/abs合金替代普通阻燃abs材料。但是pvc/abs合金材料中由于abs雙鍵的存在，仍然存在發(fā)黃的問題。因此，我們開發(fā)了pvc/san合金材料，材料的耐候性能得到很大的改善，但是由于san的韌性較差，單獨的pvc/san材料的沖擊強度較低，需要對整個體系進行增韌。因此需要選擇對pvc及san相容性都很好的抗沖改性劑進行增韌，同時增韌劑的耐候性能也需要保證；由于pvc為熱敏性塑料，材料容易降解，需要考慮材料的熱穩(wěn)定性及改善材料的熔融流動性能，保證材料的后期加工成型落。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料及其制備方法。

本發(fā)明所采取的技術方案是：一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：

pvc樹脂60~70%；

san樹脂15~30%；

mbs抗沖改性劑3~10%；

熱穩(wěn)定劑1.5~3%；

增塑劑1~2.5%；

潤滑劑0.8~2%；

抗氧劑0.2~0.6%；

紫外線吸收劑0.5~1.5%；

阻燃協(xié)效母粒3~10%。

作為上述方案的進一步改進，所述阻燃協(xié)效母粒按質量百分比計由如下原料組分組成：

san樹脂15~25%；

cpe樹脂10~20%；

三氧化二銻10~20%；

納米蒙脫土30~40%；

其它助劑10~20%。

具體地，本發(fā)明以san樹脂作為阻燃協(xié)效母粒的載體樹脂、以cpe樹脂和三氧化二銻作為主體阻燃劑，同時利用納米蒙脫土的層狀結構，有效改善了pvc/san合金材料的耐灼熱絲性能，提高了合金材料的gwit溫度。且cpe樹脂的加入也能有效地改善合金材料中pvc樹脂與san樹脂之間的相容性，本發(fā)明中優(yōu)選氯含量為32%的cpe樹脂。

作為上述方案的進一步改進，所述其它助劑選自氫氧化鎂、聚乙烯蠟和磷酸三苯酯中的至少一種，其有效地提高了阻燃協(xié)效母粒與pvc樹脂和san樹脂的相容性。再進一步地，所述納米蒙脫土為經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑和有機季銨鹽進行表面處理過的納米蒙脫土，經(jīng)過表面處理后納米蒙脫土與pvc樹脂間形成一個界面層，界面層能傳遞應力，從而增強納米蒙脫土與pvc樹脂之間粘合強度，提高了復合材料的綜合性能。

作為上述方案的進一步改進，所述pvc樹脂的聚合度為700，其可以使熔融流動性得到有效的提高，從而改善合金材料的加工成型性能。

作為上述方案的進一步改進，所述san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min，其有效地提高了合金材料的流動性及后加工性能，使其更易于應用在一些復雜結構的制品上。

作為上述方案的進一步改進，所述紫外線吸收劑由受阻胺類紫外線吸收劑、亞磷酸酯類紫外線吸收劑和輔助紫外線吸收劑復配而成，其中所述輔助紫外線吸收劑選自苯并三唑類、二苯甲酮類、乙酰苯胺類和三嗪類中的至少一種。紫外線吸收劑的加入可有效改善合金材料耐候性能，而本發(fā)明優(yōu)選特定的復合的紫外線吸收劑，進一步提高了其在pvc/san合金材料中的有效性。

作為上述方案的進一步改進，所述熱穩(wěn)定劑選自鈣鋅復合穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑、硬脂酸鈣穩(wěn)定劑和稀土穩(wěn)定劑中的至少一種。

作為上述方案的進一步改進，所述抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑、亞磷酸類抗氧劑和硫類抗氧劑中的至少一種。具體地，受阻酚類抗氧劑選自β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，1,3,5-三（4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基）-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮，二縮三乙二醇雙[β-（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）丙酸酯，雙（3,5-二叔丁基-4-羥基芐基膦酸單乙酯）鈣，n,n-[3-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酰]六甲撐二胺和4,4'-硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）中的其中一種。亞磷酸類抗氧劑選自亞磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯或（2,4-二叔丁基酚）-4,4-聯(lián)苯基二亞磷酸酯。硫類抗氧劑選自anoxsyn442、硫代二丙酸雙月桂酯（dltp）和irganox1035中的其中一種。

作為上述方案的進一步改進，所述增塑劑選自環(huán)氧大豆油、環(huán)己烷1，2-二甲酸二異壬基酯、環(huán)氧大豆油酸辛酯、乙酰檸檬酸三丁酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯中的至少一種。所述潤滑劑選自季戊四醇硬脂酸酯、n,n-已撐雙硬脂酰胺、甘油單酯酸值、酰胺蠟、丁基硬脂酸酯、硬脂酸鋅和氧化聚乙烯蠟中的至少一種。

一種如上所述的高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料的制備方法，其包括如下工藝：高速攪拌機預熱升溫至90℃，分別加入按原料配比稱取的pvc樹脂、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、抗氧劑及紫外線吸收劑，攪拌2min，后按原料配比分別加入san樹脂、mbs抗沖改性劑和阻燃協(xié)效母粒，攪拌3min，將攪拌均勻后的混合料投入擠出機，經(jīng)熔融共混、擠出造粒，得成品。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明采用pvc/san樹脂體系，其材料中無容易發(fā)生光老化降解的雙鍵，且進一步添加了特殊的阻燃協(xié)效母粒和紫外線吸收劑，在保證該合金材料具有良好的力學性能及后加工性能的基礎上，大大提高了其耐候性和耐灼熱絲性能，使得該合金材料的gwit溫度可提高到850度，合金材料經(jīng)過熒光紫外燈或冷凝800h光老化試驗后表面無氣泡、龜裂、粉化現(xiàn)象，力學性能保持率在80%以上。

（2）本發(fā)明的制備方法具有良好的操作性及可控性，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明進行具體描述，以便于所屬技術領域的人員對本發(fā)明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用于對本發(fā)明做進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據(jù)上述發(fā)明內容對本發(fā)明作出的非本質性的改進和調整，應仍屬于本發(fā)明的保護范圍。同時下述所提及的原料未詳細說明的，均為市售產(chǎn)品；未詳細提及的工藝步驟或制備方法為均為本領域技術人員所知曉的工藝步驟或制備方法。

實施例1

一種阻燃協(xié)效母粒，其按質量百分比計由如下原料組分組成：san樹脂15%、氯含量為32%的cpe樹脂20%、三氧化二銻10%、納米蒙脫土30%、氫氧化鎂10%和磷酸三苯酯15%。

制備方法為：按原料配比稱取各組分，使用攪拌機攪拌混合均勻，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出溫度為170℃，冷卻，得實施例1阻燃協(xié)效母粒成品。

實施例2

一種阻燃協(xié)效母粒，其按質量百分比計由如下原料組分組成：san樹脂25%、cpe樹脂10%、三氧化二銻20%、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑和有機季銨鹽進行表面處理過的納米蒙脫土40%、聚乙烯蠟3%和磷酸三苯酯2%。其制備方法同實施例1，得實施例2阻燃協(xié)效母粒成品。

實施例3

一種阻燃協(xié)效母粒，其按質量百分比計由如下原料組分組成：san樹脂20%、氯含量為32%的cpe樹脂15%、三氧化二銻15%、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑和有機季銨鹽進行表面處理過的納米蒙脫土35%、聚乙烯蠟5%、磷酸三苯酯5%和氫氧化鎂5%。其制備方法同實施例1，得實施例3阻燃協(xié)效母粒成品。

實施例4

一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：pvc樹脂65%、san樹脂21.8%、mbs抗沖改性劑5%、熱穩(wěn)定劑1.5%、增塑劑1.5%、潤滑劑0.8%、抗氧劑0.4%、紫外線吸收劑1%和阻燃協(xié)效母粒3%。

其中pvc樹脂的聚合度為700；san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min；紫外線吸收劑由受阻胺類紫外線吸收劑、亞磷酸酯類紫外線吸收劑、苯并三唑類紫外線吸收劑和二苯甲酮類紫外線吸收劑復配而成；熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復合穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣穩(wěn)定劑復配；抗氧劑為二縮三乙二醇雙[β-（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）丙酸酯；增塑劑為環(huán)氧大豆油、環(huán)己烷1，2-二甲酸二異壬基酯和環(huán)氧大豆油酸辛酯復配。潤滑劑為酰胺蠟、丁基硬脂酸酯、硬脂酸鋅和氧化聚乙烯蠟復配。

制備方法：

高速攪拌機預熱升溫至90℃，分別加入按原料配比稱取的pvc樹脂、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、抗氧劑及紫外線吸收劑，攪拌2min，后按原料配比分別加入san樹脂、mbs抗沖改性劑和實施例3阻燃協(xié)效母粒成品，攪拌3min，將攪拌均勻后的混合料投入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融共混、擠出造粒，得成品。

實施例5

一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：pvc樹脂65%、san樹脂19.8%、mbs抗沖改性劑5%、熱穩(wěn)定劑1.5%、增塑劑1.5%、潤滑劑0.8%、抗氧劑0.4%、紫外線吸收劑1%和阻燃協(xié)效母粒5%。

其中pvc樹脂的聚合度為700；san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min；紫外線吸收劑由受阻胺類紫外線吸收劑、亞磷酸酯類紫外線吸收劑、乙酰苯胺類紫外線吸收劑和三嗪類紫外線吸收劑復配而成；熱穩(wěn)定劑為稀土穩(wěn)定劑；抗氧劑為（2,4-二叔丁基酚）-4,4-聯(lián)苯基二亞磷酸酯和硫代二丙酸雙月桂酯復配；增塑劑為乙酰檸檬酸三丁酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯復配。潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、n,n-已撐雙硬脂酰胺和甘油單酯酸值復配。

制備方法同實施例4。

實施例6

一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：pvc樹脂65%、san樹脂17.8%、mbs抗沖改性劑5%、熱穩(wěn)定劑1.5%、增塑劑1.5%、潤滑劑0.8%、抗氧劑0.4%、紫外線吸收劑1%和阻燃協(xié)效母粒7%。

其中pvc樹脂的聚合度為700；san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min；紫外線吸收劑由受阻胺類紫外線吸收劑、亞磷酸酯類紫外線吸收劑和苯并三唑類紫外線吸收劑復配而成；熱穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣穩(wěn)定劑復配；抗氧劑為β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯和亞磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯復配；增塑劑為環(huán)氧大豆油酸辛酯。潤滑劑為n,n-已撐雙硬脂酰胺。

制備方法同實施例4。

實施例7

一種高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：pvc樹脂65%、san樹脂19.1%、mbs抗沖改性劑5%、熱穩(wěn)定劑1.5%、增塑劑1.5%、潤滑劑0.8%、抗氧劑0.6%、紫外線吸收劑1.5%和阻燃協(xié)效母粒5%。

其中pvc樹脂的聚合度為700；san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min；紫外線吸收劑由受阻胺類紫外線吸收劑、亞磷酸酯類紫外線吸收劑和三嗪類紫外線吸收劑復配而成；熱穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑；抗氧劑為1,3,5-三（4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基）-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮和irganox1035復配；增塑劑為環(huán)氧大豆油、環(huán)己烷1，2-二甲酸二異壬基酯和環(huán)氧大豆油酸辛酯復配。潤滑劑為酰胺蠟、丁基硬脂酸酯、硬脂酸鋅和氧化聚乙烯蠟復配。

制備方法同實施例4。

對比例

一種pvc/san合金材料，其按質量百分比計由如下原料組分組成：pvc樹脂65%、san樹脂25.6%、mbs抗沖改性劑5%、熱穩(wěn)定劑1.5%、增塑劑1.5%、潤滑劑0.8%和抗氧劑0.6%。

其中pvc樹脂的聚合度為700；san樹脂在220℃，10kg情況下熔融流動速率大于40g/10min；熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復合穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣穩(wěn)定劑復配；抗氧劑為二縮三乙二醇雙[β-（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）丙酸酯；增塑劑為環(huán)氧大豆油、環(huán)己烷1，2-二甲酸二異壬基酯和環(huán)氧大豆油酸辛酯復配。潤滑劑為酰胺蠟、丁基硬脂酸酯、硬脂酸鋅和氧化聚乙烯蠟復配。

制備方法：

將按原料配比稱取的各原料組分分別加入混料機中混合，攪拌均勻后的混合料投入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融共混、擠出造粒，得空白pvc/san合金材料對照樣成品。

實施例8

將實施例4~7和對比例所制備得的成品進行綜合性能測試，其測試結果如下表1所示。

由表1測試結果可得，對比例中沒有添加阻燃協(xié)效母粒，合金材料的gwit溫度值明顯降低，只有750度，而在添加了阻燃協(xié)效母粒的情況下，隨著阻燃協(xié)效母粒添加量的增加，pvc/san合金材料的gwit溫度值也隨著增加，最高可以增加到850度；另一方面，隨著紫外線吸收劑的加入，合金材料在進行熒光紫外燈耐候測試實驗后，其拉伸強度及沖擊強度保持率都能夠保持在80%以上，耐候實驗后的色差都在5.0以下，而沒有添加紫外線吸收劑的合金材料的保持率都在80%以下，且其耐候實驗后的色差為10.4，耐候性能明顯優(yōu)于對比例。

因此，用本發(fā)明制備得的高gwit耐候阻燃pvc/san合金材料，能夠在保證材料2.5mm阻燃性能達到5va，合金材料的gwit及耐候性都比阻燃abs材料優(yōu)異，使得本發(fā)明制備得的合金材料在一些耐候性要求比較嚴格、灼熱絲要求更高的室外制品可以推廣應用。

上述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡與本發(fā)明類似的工藝及所作的等效變化，均應屬于本發(fā)明的保護范疇。