本发明涉及一种全阻燃PVC改性工程塑料,更具体地说,本发明所涉及的这种全阻燃PVC改性工程塑料主要由聚合度为P为400-560的低分子PVC树脂组成,该工程塑料与目前普遍使用的阻燃型ABS工程塑料相比性能十分相近。它是可用以替代阻燃型ABS工程塑料的一种理想的新型高分子材料。 众所周知,阻燃型ABS工程塑料由于具有优良的阻燃性、加工性、热稳定性、流动性及高抗冲击性等特点自问世以来倍受睛睐,广泛应用于电视机、计算机、复印机、录象机等外壳,但是,近二十年来,由于世界石油价格不断上涨,随后,出于对环境污染等方面的考虑,使以芳香烃为原料的ABS类树脂的价格迅猛增涨;另一方面,电子工业的飞速发展,对阻燃型ABS工程塑料的需求量也与日剧增。因此,国内外不少生产厂家竟相开发利用价格相对低廉且稳定的PVC树脂,力求降低阻燃型ABS工程塑料的成本。一般做法是将PVC树脂作为阻燃剂加入ABS树脂之中。例如:日本的三菱孟山都化学工业公司生产的阻燃型ABS(型号为VB)、美国埃许尔门公司的牌号为CycovlukAF的阻燃型ABS以及美国钢铁化学公司牌号为FVM的阻燃型ABS,其主要成份仍为ABS,PVC只是作为阻燃剂加入,只占一小部分。
PVC作为一种广泛使用的通用塑料,具有很好的阻燃性、耐化学腐蚀性及较高拉伸强度等优点,但PVC的主要缺点是加工性、热稳定性和耐冲击力差,因而大大限制了PVC的应用范围。为了拓宽PVC的应用范围,近年来,人们已做了大量地改进工作,或是将PVC同耐热性树脂、韧性树脂和加工性能好的树脂进行共混改性,但是共混改性却损害了PVC体系的拉伸强度;或是生产高分子量PVC的树脂和低分子量PVC树脂,以改进PVC的耐热性和加工性。在本发明之前,有人采用聚合度为600以上的PVC的树脂(国标树脂牌号为SG8)改性为硬质注塑料,由于其聚合度较高,因而流动性较差,难以成型薄壁、大面积和形状复杂的制件。事实上,这类硬质注塑料只能成型大于2mm以上的薄壁、且形状简单,成型面积较小的制件,否则在成型过程中将会遇到困难。如果采用提高注塑温度和增加注塑压力的方法来成型薄壁、大面积和形状复杂的制件,那么就会遇到PVC改性料分解的问题。换言之,这类硬质注塑料是不能作为工程塑料使用的。虽然近几年已生产出低分子量PVC树脂,但在本发明之前尚未见将低分子PVC树脂改性为工程塑料获得成功的报道。
本发明的目的在于克服通用型PVC塑料加工性、热稳定性和耐冲击力差等缺点,而提供一种全阻燃PVC改性工程塑料。
本发明的目的是这样实现的,所提供的全阻燃PVC改性工程塑料主要由聚合度为P=400-560的低分子量PVC树脂组成。并加入稳定剂、滑润剂、助剂、改性剂、填料,使用聚合度P=400-560的低分子PVC树脂来保证注塑过程中的流动性;使用复合稳定剂体系产生协同效应来提高PVC的热稳定性;使用ACR类加工助剂和ABS类抗冲击改性剂来改善加工性能和提高抗冲击强度,使之能最终达到阻燃型ABS工程塑料的技术指标,克服以往改性PVC硬质注塑料流动性差,难以成型薄壁、大面积和形状复杂的制件等缺点,从而替代生产工艺复杂、价格昂贵的阻燃型V-0级ABS工程塑料。
具体地说,通过如下工艺步骤便可制得本发明所提供的全阻燃PVC改性工程塑料。
a、按配方要求准备好所需的原材料;
b、将PVC树脂和稳定剂先加入高速混合机中混合,并加热至60℃左右,然后加入填料及润滑剂加热至80℃后,再加入加工助剂和抗冲击改性剂,继续加热到115℃~120℃后卸入低速搅拌机中,待温度为40~60℃时出料,待用;
c、将混合好的待用料,加入挤出机中,将电子调节器的温度设定为:85℃、160℃、150℃、135℃(其中±5℃),待树脂从模口中出来后,启动切粒机和风机,进行造粒。即得到全阻燃PVC改性工程塑料。
本发明所提供的全阻燃PVC改性工程塑料,突破了通用PVC塑料不能进入的领域,以一种全新的方式,将PVC改性硬质注塑料拓展到了阻燃型工程塑料领域,具有十分突出且明显的优点。
1、全阻燃PVC改性工程塑料,既保持了PVC优良的阻燃性和耐化学腐蚀性,同时又具有阻燃型ABS工程塑料几呼同样优良的力学性能、耐热性能和其它物理特性。加之它还具有流动性好、注塑容易、收缩率小,易制成公差极小的产品以及高抗冲击性等方面的特征,因此该工程塑料是可用以替代阻燃型ABS工程塑料的一种理想的新型高分子材料,它完全可以成型薄壁、大面积和形状复杂的制件。经反复实验表明,该工程塑料的表观及各项性能指标均能达到阻燃型V-O级ABS工程塑料的指标。具体指标比较如表1所示。
2、全阻燃PVC改性工程塑料的成本价格要比目前普遍使用的阻燃型ABS工程塑料低20-30%;
3、从市场需求方面看,国内使用的ABS主要是依靠进口,且价格昂贵,而随着国内氯碱工业的发展,通用PVC树脂的生产多年呈现供过于求的局面,全阻燃PVC改性工程塑料的开发成功,不仅可为国家节约大量外汇,也为PVC生产厂家找到了新的出路,同时也降低了塑料制品厂家的生产成本;其经济效益是显而易见的;
4、全阻燃PVC改性工程塑料的耐化学腐蚀性和抗强紫外光的性能,远远优于阻燃型ABS工程塑料;
5、全阻燃PVC改性工程塑料的制备方法简易可行,对设备无专门要求。
事实上本发明所提供的全阻燃PVC改性工程塑料的充模长度可达460mm,甚至更高,其抗冲击强度可达158KJ/m2(无缺口、缺口冲击强度可达868.3J/m,甚至更高),完全可以成型2mm以下的薄壁、大面积和形状复杂的制件。同时,该工程塑料具有优良的阻燃性(阻燃性为FV-O级,1.59mm厚可满足UL94V-O级要求,3.17mm厚可满足UL94-5V要求,完全可以用于阻燃性能要求较高的电器产品。加之该工程塑料具有优异的拉伸强度和弯曲强度,完全可以适应不同用途的需要。
本发明所提供的全阻燃PVC改性工程塑料经成都宏声电器厂、成都八二信箱、国营亚光电工厂、成都塑料三厂、核工业部十院等多家厂试用,同时经60克~4500克的注塑机反复试验表明,本发明产品加工容易,收缩率小,易制成公差极小的产品,同时成型薄壁、大面积和形状复杂的制件不会遇到任何困难。例如成都塑料三厂使用本产品在4500克注塑机上加工电视机外壳表明,本发明产品不仅可以成型电视机后盖,而且成型形状复杂,大面积的电视机中框没有遇到任何困难,且各项技术指标均符合国家质量要求。同时,本发明产品经《国家合成树脂质量监督检验中心》检测表明,其性能均能达到目前所普遍使用的阻燃型V-O级ABS工程塑料的质量要求,完全可以替代目前所普遍使用的阻燃型V-O级ABS工程塑料,极具有推广价值。
据有关方面的资料报道,国内ABS的年用量均在18.6万吨以上,而国产能力仅为7~8万吨,预计今后每年将以一个很快的速度增涨。在“八五”期间,国家重点投资通讯事业,并已作出明文规定,新增电讯设备及其终端,18英寸以上的电视机外壳等,均必须具有阻燃性,那么,可以估计对阻燃型工程塑的用量将会有一个很快的增涨,因此本发明产品的推广价值是显而易见的,是一种替代性很强的理想的新型高分子材料。
实施例1:
a、配方:
PVC(P=400):100
三盐基性硫酸铅:5.0
二盐基性亚磷酸铅:1.0
硬脂酸铅:0.8
硬脂酸钡:1.0
硬脂酸:0.3
硬脂醇:0.8
亚硬脂酸甘油酯:0.5
E蜡:0.2
白油:0.2
ACR:1.8
ABS:6.0
轻质碳酸钙:8.5
碳黑:3.0
酞菁兰:0.05
具体操作步骤如下:
将PVC(P=400)树脂、三盐基性硫酸铅、三盐基性亚磷酸铅加入高速混合机中充分混合,并加热至60℃,然后加入硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸、硬脂醇、单硬脂酸甘油脂、E蜡、白油、轻质碳酸钙、碳黑、酞菁兰加热至80℃后,再加入ACR加工助剂、ABS类抗冲击改性剂,继续加热至115℃至120℃后卸入低速搅拌机中,待温度降至40-60℃时出料、待用。
将上述混合好的待用料,加入挤出机中,将电子调节器的温度设定为:85℃、160℃、150℃、135℃(其中±5℃),待树脂从模口中出来后,启动切粒机和风机,进行造粒,即可得到具有如下指标全阻燃PVC改性工程塑料。
b、技术指标:
上述配方所能达到的主要技术指标如下:
1、维卡软化点:86.2℃
2、热变形温度
弯曲正应力1.8N/mm2
退火:73.5℃
未退火:71.5℃
弯曲正应力0.45N/mm2
退火:77.3℃
未退火:77.2℃
3、冲模长度:460mm
4、燃烧性能(垂直法):Fv-o
5、拉伸强度:50.3MPa
6、断裂伸长率:25%
7、弯曲强度:77.2MPa
8、无缺口冲击强度:158KJ/m2
实施例2
a、配方:
PVC(P=500):100
三盐基性硫酸铅:4.5
二盐基性亚磷酸铅:1.0
硬脂酸镉:0.35
硬脂酸钡:1.0
硬脂酸锌:0.2
亚磷酸三苯脂:0.5
环氧大豆油:2.0
硬脂酸:0.3
硬脂醇:1.0
硬脂酸正丁脂:0.5
OP蜡:0.1
白油:0.5
ACR:2.0
ABS:15
钛白粉:4.0
具体操作步骤同实施例1。
b、技术指标:
上述配方所能达到的主要技术指标如下:
1、维卡软化点:83.2℃
2、热变形温度
弯曲正应力1.8N/mm2
退火:74.2℃
未退火:66.2℃
弯曲正应力0.45N/mm2
退火:77.1℃
未退火:74.2℃
3、冲模长度:250mm
4、燃烧性能(垂直法):Fv-o
5、拉伸强度:41.4MPa
6、断裂伸长率:104%
7、弯曲强度:63.6MPa
8、无缺口冲击强度:868.3J/m
实施例3
a、配方:
PVC(P=560)
三盐基性硫酸铅:4.2
二盐基性亚磷酸铅:1.3
硬脂酸铅:0.6
硬脂酸钡:0.5
硬脂酸钙:0.5
硬脂酸:0.35
硬脂醇:0.8
硬脂酸正丁脂:0.6
E蜡:0.2
白油:0.5
环氧脂:0.7
亚麻子油:1.0
ACR:2.0
ABS:6
轻质碳酸钙:4.5
具体操作步骤同实施例1。
b、该配方所达到的主要技术指标:
1、维卡软化点:85.2℃
2、热高形温度
弯曲正应力1.8N/mm2
退火:74.8℃
未退火:68.2℃
弯曲正应力0.45N/mm2
退火:76.2℃
未退火:74.2℃
3、冲模长度:360mm
4、燃烧性能(垂直法):Fv-o级
5、拉伸强度:52.4MPa
6、弯曲强度:68.8MPa
7、无缺口冲击强度:516.2J/m