PVC阻燃抑烟透明膜产品开发

摘要

聚氯乙烯(PVC)是世界上最早实现工业化的塑料品种之一，以优良的综合性能和较低的价格一直受到各工业国家的普遍重视，保持长盛不衰的发展势头。虽然PVC本身不易燃烧，但由于在其中加入了大量的极易燃烧小分子增塑剂，如邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二（2-丙基庚）酯(DPHP)等，从而大大降低了PVC制品的极限氧指数，使其变成易燃制品。此外，像PVC树脂材料在燃烧过程中不但会产生大量的黑烟，而且还会放出腐蚀性的有毒、有害气体（氯化氢、二氧化碳、一氧化碳等），污染环境且对人、物造成“二次危险”，一旦着火就会引起火焰的迅速蔓延、烟雾及毒气的扩散，给救火带来困难。而本课题所研究的PVC膜材主要作为地板膜使用，但地板膜对于产品的阻燃抑烟性能要求较高，只有具备了良好的阻燃抑烟性能，产品的使用才能保证消费者的安全。
　　PVC膜材阻燃抑烟中，烟气温度、损毁炭长、续燃时间、长度损毁程度、氧指数指标等是非常重要的评价指标。而PVC膜材的阻燃抑烟性能不仅和产品中所加阻燃剂、抑烟剂有关，而且和增塑剂、PVC原材料等都有一定程度的关系。根据课题组前期研究成果可知，阻燃剂采用磷系阻燃剂、抑烟剂采用硼酸锌时，PVC膜材的续燃时间等某些指标已达到客户阻燃要求，但仍有部分指标本课题分析认为这可能还和增塑剂、PVC原材料有关，因此本课题采用改变增塑剂种类、以及采用PVC与C-PVC复配，提高产品的氯含量，降低产品燃烧的成烟量。
　　本课题首先采用DOP、DPHP、TOTM三种增塑剂，以及PVC、C-PVC复配，阻燃剂、抑烟剂根据课题组前期研究成果以及工厂生产成本、经济效益选用磷酸三甲苯酯，抑烟剂选用硼酸锌，设计三组正交实验，通过实验，评价每个配方的损毁炭长、续燃时间、透明度、力学性能等指标筛选出每组正交实验的最优方案。将以上研究成果的三个配方相互比较并与目标样进行比较分析，根据阻燃抑烟效果以及经济效益最大化，最终选择两个较优方案推荐给工厂，作为本PVC阻燃抑烟透明膜的生产工艺配方，配方如下:1)PVC:70％，C-PVC:30％，增塑剂(DOP):12％，环氧大豆油(ESO):2％，热稳定剂BZ(钡锌):4.5％，亚磷酸酯:0.4，氯化石蜡:2％，阻燃剂DPK:12％，硼酸锌:2.2％。2)PVC:100％，增塑剂(DPHP):14％，环氧大豆油(ESO):2％，热稳定剂BZ(钡锌):4.5％，亚磷酸酯:0.4，氯化石蜡:2％，阻燃剂DPK:10％，硼酸锌:2.2％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究进展

1．4 研究目的

1．5 研究内容及方法

第二章 PVC膜材燃烧及阻燃机理

2．1 PVC膜材燃烧及发烟过程

2．1．1 PVC膜材燃烧过程

2．1．2 PVC膜材发烟机理

2．2 PVC膜材阻燃剂分类

2．3 PVC膜材的阻燃抑烟机理

2．3．1 PVC膜材阻燃机理

2．3．2 PVC膜材的抑烟机理

第三章 软质PVC透明膜原料选用与加工工艺

3．1 软质PVC透明膜原料选用

3．1．1 PVC简介

3．1．2 C-PVC简介

3．1．3 增塑剂的选用

3．1．4 协同阻燃抑烟剂-硼酸锌

3．2 软质PVC透明膜的加工工艺

3．2．1 聚氯乙烯加工方法

3．2．2 聚氯乙烯透明膜加工工艺

3．2．3 加工工艺对成品的影响

第四章 阻燃剂的选用及三种增塑剂PVC阻燃膜正交实验

4．1 试样制备

4．2 实验测试

4．2．1 实验测试标准

4．2．2 实验测试仪器

4．2．3 实验测试方法

4．3 阻燃剂选用单因子实验概况

4．3．1 实验配方设计

4．3．2 实验结果与分析

4．4 正交实验概况

4．5 正交实验方案设计

4．6 增塑剂DOP组正交方案

4．6．1 实验配方

4．6．2 实验结果与讨论

4．7 增塑剂DPHP组正交方案

4．7．1 实验配方

4．7．2 实验结果与讨论

4．8 增塑剂TTOTM组正交方案

4．8．1 实验配方

4．8．2 实验结果与讨论

4．9 小结

第五章 DOP、DPHP、TOTM最优方案比对

5．1 氧指数实验测试

5．2 客户来样性能指标分析

5．3 DOP、DPHP、TOTM最优方案垂直燃烧比对

5．4 DOP、DPHP、TOTM最优方案拉伸力学性能比对

5．5 DOP、DPHP、TOTM最优方案透明度比对

5．6 DOP、DPHP、TOTM最优方案同一氧指数情况下燃烧比对

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 课题研究总结

6．2 课题不足与展望

参考文献

附录 实验原始数据

致谢