具有阻燃效果的環保材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有阻燃效果的環保材料，由下列重量份的原料制成：PVC 20?40份、羥丙基甲基纖維素10?30份、殼聚糖10?30份、高嶺土3?15份、鈦白粉2?5份、云母粉5?12份、聚丙烯醇3?12份、鯨蠟醇5?10份、聚丙烯酸鈉5?13份、鈦酸四丁酯5?15份、硫酸鉀3?10份、硼酸鋅5?15份、水楊酸鈉5?12份、粘合劑5?10份、抗氧化劑2?5份、阻燃劑5?12份，通過上述配比，使得該材料的環保性能良好，且具有阻燃的性能。同時，還公開了相應的制備方法。
【專利說明】
具有阻燃效果的環保材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及環保材料技術領域，特別涉及一種具有阻燃效果的環保材料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著全球經濟的發展，具有全球性影響的環境問題日益嚴重突出。伴隨著社會化、 工業化的發展，不僅我們的環境受到嚴重的損害，更是出現了垃圾污染、海洋污染、室內裝 修污染日益嚴重等現象。所以面對如此嚴重的污染問題，環保材料應運而生，在應對全球環 境日益惡化的當今社會工業化發展中凸顯了尤其重要的作用。
[0003] 環保材料是指在生產、生活中，人們所使用的基本無毒無害或低毒、低排放的、易 于分解、降解的材料。如環保地板、環保墻材、環保墻飾、環保管材、環保漆料、環保照明燈材 料。環保材料主要分為基本無毒無害型和低毒、低排放型兩類。針對上述特點，行業內對環 保材料進行了各項研究，在優化其性能的同時，使其的環保性能增加，盡量降低對環境的有 害排放，同時從阻燃性能著手，使其在使用過程中具有較高的阻燃性，提高了材料的安全性 能，拓展了材料的使用范圍、應用領域，同時也降低了對環境的損耗及危害。為了應對日益 嚴重的環境問題和行業內對環保材料性能的高要求，研究出一款具有阻燃效果的環保材料 顯得尤為重要。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供一種具有阻燃效果的環保材料及其制備方法， 通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產工藝，得到了一種新型的具有阻燃效果的環 保材料，其環保性能良好，且具有阻燃的性能，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種具有阻燃效果的環保材料，由下列重量份的原料制成:PVC 20-40份、羥丙基甲基 纖維素10-30份、殼聚糖10-30份、高嶺土 3-15份、鈦白粉2-5份、云母粉5-12份、聚丙烯醇3-12份、鯨蠟醇5-10份、聚丙烯酸鈉5-13份、鈦酸四丁酯5-15份、硫酸鉀3-10份、硼酸鋅5-15 份、水楊酸鈉5-12份、粘合劑5-10份、抗氧化劑2-5份、防水劑5-12份。
[0006] 優選地，所述粘合劑選自酚醛樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯中的一 種或幾種。
[0007] 優選地，所述抗氧化劑選自乙烯基三甲氧基硅烷、丁羥甲氧苯、丁羥甲苯、椰油酰 甘氨酸鈉中的一種或幾種。
[0008] 優選的，所述阻燃劑選自溴化磷酸酯、氯化磷酸酯、二氧化硅、碳酸鈣中的一種或 幾種。
[0009] 所述的具有阻燃效果的環保材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎10_20min，超聲粉碎機功率100-200W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水20_40min，得到干燥混合 物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入粘合劑、抗 氧化劑、阻燃劑，反應釜轉速200-350 r/min，反應釜溫度為100-200 °C，反應時間15-30min， 得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品。
[0010] 優選地，所述步驟(5)中，螺桿擠出機的螺桿轉速為200-350 r/min，料筒溫度100 ~20(TC〇
[0011] 本發明與現有技術相比，其有益效果為： (1)本發明的具有阻燃效果的環保材料以PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦 白粉、云母粉為主要成分，通過加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉、粘合劑、抗氧化劑、阻燃劑，輔以超聲粉碎、脫水、攪拌、加熱、熔融、擠出、塑 型等工藝，使得制備而成的具有阻燃效果的環保材料具有優良的環保性能和良好的阻燃性 能，且整體性能得到大幅度提高。
[0012] (2)本發明的具有阻燃效果的環保材料原料廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運 用，實用性強。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。
[0014] 實施例1 (1) 按照重量份稱取:PVC 20份、羥丙基甲基纖維素10份、殼聚糖10份、高嶺土3份、鈦白 粉2份、云母粉6份、聚丙烯醇4份、鯨蠟醇5份、聚丙烯酸鈉7份、鈦酸四丁酯6份、硫酸鉀3份、 硼酸鋅6份、水楊酸鈉7份、酚醛樹脂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、溴化磷酸酯5份； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎1 Omin，超聲粉碎機功率100W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水20min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入酚醛樹脂、 乙烯基三甲氧基硅烷、溴化磷酸酯，反應釜轉速200 r/min，反應釜溫度為100°C，反應時間 15min，得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為200 r/min，料筒溫度100 °C。
[0015] 制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0016] 實施例2 (1)按照重量份稱取:PVC 30份、羥丙基甲基纖維素13份、殼聚糖12份、高嶺土4份、鈦白 粉2份、云母粉8份、聚丙烯醇7份、鯨蠟醇6份、聚丙烯酸鈉8份、鈦酸四丁酯9份、硫酸鉀4份、 硼酸鋅9份、水楊酸鈉9份、聚醋酸乙烯樹脂6份、丁羥甲氧苯3份、氯化磷酸酯7份； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎14min，超聲粉碎機功率130W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水30min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入聚醋酸乙烯 樹脂、丁羥甲氧苯、氯化磷酸酯，反應釜轉速250r/min，反應釜溫度為130°C，反應時間 20min，得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為250r/min，料筒溫度130°C。
[0017] 制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0018] 實施例3 (1) 按照重量份稱取:PVC 35份、羥丙基甲基纖維素26份、殼聚糖25份、高嶺土 13份、鈦 白粉4份、云母粉10份、聚丙烯醇9份、鯨蠟醇7份、聚丙烯酸鈉11份、鈦酸四丁酯13份、硫酸鉀 7份、硼酸鋅10份、水楊酸鈉9份、聚氨酯6份、丁羥甲苯4份、二氧化硅10份； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎18min，超聲粉碎機功率170W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水30min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入聚氨酯、丁 羥甲苯、二氧化硅，反應釜轉速300 r/min，反應釜溫度為170°C，反應時間25min，得到成品 原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為300 r/min，料筒溫度170°C。
[0019] 制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0020] 實施例4 (1) 按照重量份稱取:PVC 40份、羥丙基甲基纖維素30份、殼聚糖30份、高嶺土 15份、鈦 白粉5份、云母粉12份、聚丙烯醇12份、鯨蠟醇10份、聚丙烯酸鈉13份、鈦酸四丁酯15份、硫酸 鉀10份、硼酸鋅15份、水楊酸鈉12份、聚丙烯酸酯10份、椰油酰甘氨酸鈉5份、碳酸鈣12份； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎20min，超聲粉碎機功率200W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水40min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入聚丙烯酸 酯、椰油酰甘氨酸鈉、碳酸鈣，反應釜轉速350 r/min，反應釜溫度為200°C，反應時間30min， 得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為350 r/min，料筒溫度200°C。
[0021]制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0022] 對比例1 (1) 按照重量份稱取:PVC 20份、鈦白粉2份、云母粉6份、聚丙烯醇4份、鯨蠟醇5份、聚丙 烯酸鈉7份、鈦酸四丁酯6份、硫酸鉀3份、硼酸鋅6份、水楊酸鈉7份、酚醛樹脂5份、乙烯基三 甲氧基硅烷2份、溴化磷酸酯5份； (2) 將PVC、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機中超聲粉碎lOmin，超聲粉碎機功率 100W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水20min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入酚醛樹脂、 乙烯基三甲氧基硅烷、溴化磷酸酯，反應釜轉速200 r/min，反應釜溫度為100°C，反應時間 15min，得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為200 r/min，料筒溫度100°C。
[0023] 制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0024] 對比例2 (1) 按照重量份稱取:PVC 40份、羥丙基甲基纖維素30份、殼聚糖30份、高嶺土 15份、鈦 白粉5份、聚丙烯醇12份、鯨蠟醇10份、聚丙烯酸鈉13份、硫酸鉀10份、水楊酸鈉12份、聚丙烯 酸酯10份、椰油酰甘氨酸鈉5份、碳酸鈣12份； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉混合，加入超聲粉碎機中超聲粉 碎20min，超聲粉碎機功率200W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、硫酸鉀、水楊酸鈉，將上 述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水40min，得到干燥混合物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入聚丙烯酸 酯、椰油酰甘氨酸鈉、碳酸鈣，反應釜轉速350 r/min，反應釜溫度為200°C，反應時間30min， 得到成品原液； (5) 將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺桿 轉速為350 r/min，料筒溫度200°C。
[0025] 制得的具有阻燃效果的環保材料的性能測試結果如表1所示。
[0026] 將實施例1-4和對比例1-2的具有阻燃效果的環保材料分別進行靜曲強度、抗沖擊 強度、斷裂伸長率、阻燃性能及3個月降解效率這幾項性能測試。
本發明的具有阻燃效果的環保材料以PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白 粉、云母粉為主要成分，通過加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼酸 鋅、水楊酸鈉、粘合劑、抗氧化劑、阻燃劑，輔以超聲粉碎、脫水、攪拌、加熱、熔融、擠出、塑型 等工藝，使得制備而成的具有阻燃效果的環保材料具有優良的環保性能以及良好的阻燃性 能，整體性能得到大幅度提高。本發明的具有阻燃效果的環保材料原料廉價、工藝簡單，適 于大規模工業化運用，實用性強。
[0028]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發 明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領 域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 具有阻燃效果的環保材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成:PVC 20-40份、羥 丙基甲基纖維素10-30份、殼聚糖10-30份、高嶺土 3-15份、鈦白粉2-5份、云母粉5-12份、聚 丙烯醇3-12份、鯨蠟醇5-10份、聚丙烯酸鈉5-13份、鈦酸四丁酯5-15份、硫酸鉀3-10份、硼酸 鋅5-15份、水楊酸鈉5-12份、粘合劑5-10份、抗氧化劑2-5份、阻燃劑5-12份。2. 根據權利要求1所述的具有阻燃效果的環保材料，其特征在于:所述粘合劑選自酚醛 樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯中的一種或幾種。3. 根據權利要求1所述的具有阻燃效果的環保材料，其特征在于:所述抗氧化劑選自乙 烯基三甲氧基硅烷、丁羥甲氧苯、丁羥甲苯、椰油酰甘氨酸鈉中的一種或幾種。4. 根據權利要求1所述的具有阻燃效果的環保材料，其特征在于:所述阻燃劑選自溴化 磷酸酯、氯化磷酸酯、二氧化硅、碳酸鈣中的一種或幾種。5. 根據權利要求1~4任一所述的具有阻燃效果的環保材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將PVC、羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、高嶺土、鈦白粉、云母粉混合，加入超聲粉碎機 中超聲粉碎10_20min，超聲粉碎機功率100-200W，得到預混混合物； (3) 依次往預混混合物中加入聚丙烯醇、鯨蠟醇、聚丙烯酸鈉、鈦酸四丁酯、硫酸鉀、硼 酸鋅、水楊酸鈉，將上述混合物投入常溫脫水干燥機中進行脫水20_40min，得到干燥混合 物； (4) 將得到的干燥混合物投入反應釜中，加入等質量的丙三醇，并依次加入粘合劑、抗 氧化劑、阻燃劑，反應釜轉速200-350 r/min，反應釜溫度為100-200 °C，反應時間15-30min， 得到成品原液； (5 )將上述成品原液注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品。6. 根據權利要求5所述的具有阻燃效果的環保材料的制備方法，其特征在于，所述步驟 (5)中，螺桿擠出機的螺桿轉速為200-350 r/min，料筒溫度100~200°C。
【文檔編號】C08K3/30GK105968637SQ201610387381
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】陳昌
【申請人】陳昌