微膠囊阻燃劑的制備及其在PVC膜結(jié)構(gòu)材料中應(yīng)用研究.pdf

1、PVC膜結(jié)構(gòu)材料是以高強(qiáng)織物例如滌綸織物等為骨架，兩面均勻涂覆聚氯乙烯涂層材料，具有成本低廉、韌性優(yōu)良，易加工等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用在建筑、運(yùn)動(dòng)、休閑等領(lǐng)域。一般柔性PVC涂層膜材料加工過程中需加入大量增塑劑（60％以上）以提高柔軟度和改善樣品的加工性能，而增塑劑一般為易燃物，這不僅大幅度降低PVC膜材料的阻燃性能，而且也會(huì)限制此類材料的廣泛應(yīng)用。柔性PVC膜材料在燃燒的過程中會(huì)放出大量有毒有害黑煙，威脅人類生命安全，因此對(duì)于PVC的阻燃

2、消煙的研究具有重要意義。為了降低材料的潛在火災(zāi)危害，需要研發(fā)一種“綠色環(huán)保”高效阻燃抑煙劑來滿足材料阻燃要求。
　　研究發(fā)現(xiàn)錫類化合物例如錫酸鋅(ZnSnO3)可以作為含鹵聚合物材料的高效阻燃抑煙劑，其添加量?jī)H為5％～10％，但其在基體中分散性較差且成本較高，因此應(yīng)用受到限制。為了提高ZnSnO3阻燃效率及其在聚合物基體中的分散性，同時(shí)又降低阻燃劑使用成本，將氫氧化鎂(MTH)包覆ZnSnO3和三聚氰胺甲醛樹脂(MF)與MTH雙層

3、包覆ZnSnO3，組成鎂-錫-鋅、氮-鎂-錫-鋅協(xié)同阻燃體系，是一種切實(shí)可行的方法。
　　本課題首先選用綠色環(huán)保的錫酸鋅(ZS)為芯材料，以氫氧化鎂和三聚氰胺甲醛樹脂作為囊材，采用化學(xué)沉淀法和原位聚合法制備單層和雙層微膠囊阻燃劑。利用傅里葉紅外光譜、X射線粉末衍射儀(XRD)、透射電鏡(TEM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TGA)等方法對(duì)其進(jìn)行了一系列表征。其結(jié)果顯示制備的單層和雙層微膠囊阻燃劑粒徑為50nm～250nm

4、，具有核殼分層結(jié)構(gòu)，其熱穩(wěn)定性也發(fā)生了變化。將制備的微膠囊阻燃劑通過機(jī)械攪拌法加入PVC漿料制備阻燃PVC膜材料，采用垂直水平燃燒法，極限氧指數(shù)法(LOI)，煙密度測(cè)試(SDR)，熱重分析(TGA)，掃描電鏡(SEM)等方法測(cè)試了其阻燃抑煙性能，結(jié)果表明微膠囊阻燃劑添加量8％左右，即可使PVC膜材料的LOI值提高至27％以上，同時(shí)在垂直水平燃燒測(cè)試中，燃燒剩余長度大幅增加，煙密度下降至50％以下，表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃抑煙性能。
　　最

5、后通過掃描電鏡、拉伸性能測(cè)試和旋轉(zhuǎn)流變儀研究了微膠囊阻燃劑在基體中分布情況和其對(duì)基體機(jī)械性能的影響。研究結(jié)果顯示相較于純氫氧化鎂和錫酸鋅等無機(jī)阻燃劑在基體中的分布情況，經(jīng)過三聚氰胺甲醛樹脂包覆的雙層微膠囊阻燃劑在基體中分布更均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象較少，表現(xiàn)出更佳的分散性。同時(shí)雙層微膠囊阻燃劑對(duì)于基體機(jī)械性能影響程度較小于前述無機(jī)阻燃劑，表現(xiàn)出和基體更好的相容性。雙層微膠囊在PVC漿料中對(duì)其黏度影響程度最小，不會(huì)大幅度增加PVC漿料黏度，對(duì)生產(chǎn)加