[發明專利]一種阻燃改性稻殼粉-聚氯乙烯復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110150961.0
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112745604A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 楊曉明;張軍華
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L97/02;C08L91/00;C08K5/12;C08K5/11;C08H8/00
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本發明公開了一種阻燃改性稻殼粉?聚氯乙烯復合材料的制備方法，通過球磨的方式先后利用植酸和氯化鑭對稻殼粉進行復合阻燃改性，再將阻燃改性稻殼粉、回收聚氯乙烯、增塑劑按一定質量比稱量后在擠出機中熔融共混擠出，得到阻燃改性稻殼粉?聚氯乙烯復合材料。本發明制備的阻燃改性稻殼粉?聚氯乙烯復合材料具有良好的阻燃性能和韌性，可用于加工成塑膠地板、塑膠墻板等，拓展了回收聚氯乙烯的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種高分子復合材料的制備技術，特別涉及一種聚氯乙烯復合材料的制備方法。

背景技術

聚氯乙烯是一種用途廣泛的塑料，可用于制作成塑膠地板、塑膠墻板等。聚氯乙烯作為用于制作塑膠地板、塑膠墻板等的建筑材料時，通常要求其具有一定的阻燃性，以抑制建筑物發生火災。此外，作為建筑材料使用的聚氯乙烯還通常要求其成本較低、具有較好的韌性等力學性能。

塑料制品的回收循環再利用是降低塑料制品成本的一種有效途徑，有利于環境保護和降低生產中的原材料成本。將回收的聚氯乙烯進行再次加熱塑化加工成型時，再次加熱會使部分聚氯乙烯的分子鏈有所斷裂降解而使回收聚氯乙烯的韌性等力學性能會有所降低。因此，有必要提高回收聚氯乙烯材料的韌性等力學性能。

稻殼粉是稻谷碾米的副產物，其價格低廉。稻殼粉中含有較多的纖維素、木質素、二氧化硅。利用稻殼粉中的纖維結構和二氧化硅，將稻殼粉加入到聚氯乙烯中進行混合改性，是改善聚氯乙烯材料某些性能、降低聚氯乙烯材料成本的一個有效手段。稻殼粉與聚氯乙烯之間的界面結合情況將對稻殼粉-聚氯乙烯復合材料的性能產生影響。因此，有必要對稻殼粉-聚氯乙烯復合材料中的稻殼粉進行改性處理，以改善稻殼粉與聚氯乙烯之間的界面結合情況。稻殼中的纖維素和木質素屬于可燃物質，將稻殼粉填充到聚氯乙烯中制作復合材料時，有必要對稻殼粉進行阻燃處理，以制得具有良好阻燃性能的稻殼粉-聚氯乙烯復合材料。

植酸又名環己六醇六磷酸，具有阻燃功能。植酸是一種易溶于水的酸性物質，具有很強的螯合能力，其6個帶負電的磷酸根基團，可與金屬陽離子螯合結合。植酸是從植物種籽中提取的一種有機磷類化合物，其價格也不貴，可作為有機磷類生物質阻燃劑、螯合劑、抗氧化劑使用。

鑭是一種稀土元素，其具有阻燃功能。鑭特殊的外層電子結構使其具有較強的配位能力，鑭化合物在高分子材料方面的應用目前主要是在熱穩定劑、催化劑等方面，在阻燃領域也有部分研究。氯化鑭較易溶于水，其價格也不貴。此外，氯化鑭作為除藻劑使用時利用氯化鑭溶于水形成的鑭離子可與水中的磷酸根離子結合生成不溶于水的磷酸鑭，從而除去水中的磷元素以減緩水中藻類生長，從而有利于觀賞魚缸水體的清潔。

通過球磨的方式先后利用植酸和氯化鑭對稻殼粉進行復合阻燃改性以制備阻燃改性稻殼粉-聚氯乙烯復合材料的研究目前尚未見有公開報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種在聚氯乙烯中添加阻燃改性稻殼粉的復合材料制備方法，利用該方法制備出的聚氯乙烯復合材料具有良好的阻燃性能和良好的韌性。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種阻燃改性稻殼粉-聚氯乙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，按質量比，稻殼粉∶植酸∶水∶氯化鑭=100∶（40～60）∶（80～120）∶（40～60），將上述組分稱量后，先將稻殼粉、植酸、水加入到球磨機中在室溫下濕法球磨1～2小時，再加入氯化鑭在室溫下濕法球磨0.5～1小時，將球磨后的混合物干燥后粉碎，得到阻燃改性稻殼粉；

第二步，將回收的廢舊硬質聚氯乙烯制品破碎、清洗、干燥后粉碎，得到聚氯乙烯粉料；

第三步，按質量比，聚氯乙烯粉料∶阻燃改性稻殼粉∶增塑劑=100∶（5～20）∶（5～10），將上述稱量后的原料加入攪拌混合機中混合均勻，得到混合料，再將混合料加入到雙螺桿擠出機中在不高于190℃的條件下熔融共混擠出，得到阻燃改性稻殼粉-聚氯乙烯復合材料。