高效膨脹阻燃聚丙烯材料的制備與性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是一種通用型熱塑性樹脂，因其具有優(yōu)良的綜合性能而被人們廣泛應用在生產(chǎn)生活的各個方面。但是聚丙烯屬于易燃材料，這極大的限制了它的進一步應用。膨脹阻燃劑(IFR)具有低煙，無毒，無腐蝕性氣體，可重復使用等優(yōu)點。因此，新的膨脹阻燃體系不斷被開發(fā)出來，用于聚丙烯的阻燃，成為目前聚丙烯阻燃劑研究與應用的熱點。
　　本文使用本實驗室設計合成的一種三嗪系高分子成炭發(fā)泡劑(CFA)，與聚磷酸銨(APP)及其他助劑復配成膨脹阻燃劑，用

2、于聚丙烯的阻燃，研究了影響PP-IFR材料阻燃性能的各種因素:APP與CFA的比例、協(xié)效劑如分子篩、稀土氧化物等的種類與用量、抗滴落劑的用量等。發(fā)現(xiàn)APP/CFA在4/1時效果最佳。4A、5A和H-Beta分子篩，各種稀土氧化物，二氧化硅，二氧化鈦等物質(zhì)都具有較好協(xié)效能力。這些物質(zhì)都能夠使20％IFR添加量的阻燃聚丙烯由垂直燃燒無級別提高到V0級。氧指數(shù)提高到33～35。且最佳含量都為IFR質(zhì)量的5％?？沟温鋭┰?.1％添加量下就能夠解

3、決大熔流指數(shù)聚丙烯阻燃材料燃燒時的熔滴現(xiàn)象，使材料由較低的阻燃級別提高到垂直燃燒V0級。
　　利用TGA、CONE、SEM等儀器對PP-IFR的熱降解行為、燃燒行為、炭層形貌等進行了全面的評價和研究，結(jié)果顯示對聚丙烯進行膨脹阻燃處理能夠大幅度降低材料在火災中的危險性。協(xié)效劑的加入能夠進一步降低材料的熱和煙的釋放速率及總量，其中對煙釋放速率及釋放總量的降低效果更為明顯。研究還發(fā)現(xiàn)協(xié)效劑能夠催化促進體系分解，提高PP-IFR體系最終的

4、成炭量，并有助于形成更加穩(wěn)定，致密的炭阻擋層，提高炭層強度，防止炭層破裂，從而達到更高的阻燃性能。
　　本文還將IFR用于阻燃不同型號的聚丙烯，對其性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)IFR對多種型號聚丙烯都具有優(yōu)異的阻燃效果，通常在20％阻燃劑添加量下就能夠使1.6mm樣條達到垂直燃燒UL-94 V0級，個別型號(K9020)在18％阻燃劑添加量條件下就能夠通過V0級。不同PP阻燃材料的氧指數(shù)在20％阻燃劑添加量時都能夠高于30％，在26％阻燃