無鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究

1、無鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究無鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究聚烯烴類高分子材料是一種易燃材料用其制作的電線電纜在高壓、熱源等條件下容易引起火災而火焰會沿著線纜迅速蔓延到整個線路。鹵系阻燃劑以其添加量少、阻燃效果顯著而得到廣泛應用在阻燃聚烯烴領域中曾占有重要地位。但此類含鹵阻燃材料在燃燒時發(fā)煙量大會產(chǎn)生大量腐蝕性氣體和有毒氣體給滅火、逃離和恢復工作帶來很大困難并造成二次危害。因此隨著人們環(huán)保意識提高、對阻燃技術認識的逐漸深入以及相關法律法規(guī)的出臺

2、阻燃劑無鹵化已成為阻燃技術發(fā)展的主要方向之一無鹵阻燃聚烯烴電纜料也得到了廣泛應用。1.樹脂的選擇樹脂的選擇無鹵阻燃電纜料的基體樹脂一般選用聚烯烴主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙丙橡膠(EPR)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)等。對于用作電纜材料的高聚物不僅要求具有優(yōu)良的電絕緣性能、耐高(低)溫性能等而且其力學性能也是非常重要的指標要求它們有一定的強度和韌性。由于PE、PP是非極性材料與極性較強的無機阻燃劑溶度參數(shù)相差很大當大量無

3、機阻燃劑加入后會使材料的力學性能下降較多因此需要對聚烯烴加以改性。通過專業(yè)知識的掌握可以通過交聯(lián)的方法改變其性能。1.1過氧化物交聯(lián)法過氧化物交聯(lián)法是指將過氧化物加入到高分子材料制品中在適當?shù)母邏合陆?jīng)過一定時間的高溫加熱使過氧化物分解進而引發(fā)一系列自由基反應從而使聚合物產(chǎn)生碳—碳交聯(lián)結構。過氧化物交聯(lián)法是傳統(tǒng)的化學交聯(lián)方法技術發(fā)展成熟但需要在高溫高壓和專用設備中長時間反應能量消耗大生產(chǎn)效率低限制了其使用范圍。1.2硅烷交聯(lián)法硅烷交聯(lián)法指

4、在引發(fā)劑的作用下將硅烷接枝到聚合物的分子鏈上接枝產(chǎn)物在催化劑和水的作用下進行水解縮聚最終形成Si—O—Si的交聯(lián)結構。硅烷交聯(lián)又可分為二步法(Sioplas)、一步法(Monosil)和乙烯基硅烷共聚物法(Visico)三種。該方法設備投資少生產(chǎn)成本低生產(chǎn)率較高制造工藝具有多功能性適用于厚、薄各種形狀的制品同時也適用于填充型復合材料可用于所有密度聚乙烯及其共聚物。1.3輻照交聯(lián)法輻照交聯(lián)法即用電子束或放射性元素產(chǎn)生的高能射線對聚烯烴進行

5、照射其分子鏈被高能射線打斷產(chǎn)生游離自由基兩個或者幾個線型大分子自由基重新交叉鏈接起來形成網(wǎng)狀結構。采用此法交聯(lián)與擠塑分開進行不受電纜料及電線電纜的加工溫度的影響產(chǎn)品質量容易控制生產(chǎn)效率高廢品率低交聯(lián)過程中不需要另外的自由基引發(fā)劑(如過氧化物等)2.1.1.3聚磷酸銨聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無機阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域，其外觀為白色粉末，分解溫度256C，聚合度在1020之間為水溶性的，聚合度大于20的難溶于水

6、。APP比有機阻燃劑價廉，毒性低，熱穩(wěn)定性好，可單獨或與其它阻燃劑復合用于塑料的阻燃。高溫下，APP迅速分解成氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起阻止燃燒的作用。書2.1.2膨脹型阻燃劑膨脹型阻燃劑膨脹型阻燃劑(IFR)是以C、N、P為核心成分的一類阻燃劑主要由三部分組成:碳源(成炭劑)一般為含碳豐富多官能團物質如淀粉、季戊四醇(PER)及其二縮醇酸源(脫水劑)一般為無機酸或在加熱時能在原位生成酸的鹽類如磷酸、聚磷酸銨(A

7、PP)等氣源(發(fā)泡劑)一般多為含氮的多碳化合物如尿素、蜜胺(MEL)、雙氰胺及衍生物。含IFR的高聚物受熱燃燒時表面生成一層炭質泡沫層能隔熱、隔氧、抑煙并能防止熔滴產(chǎn)生膨脹阻燃技術已成為非?；钴S的阻燃研究領域。2.2幾種常見的無鹵阻燃劑幾種常見的無鹵阻燃劑2.2.1氫氧化鋁（氫氧化鋁（ATH)氫氧化鋁即水合氧化鋁(ATH)是問世最早的無機阻燃劑之一目前全球氫氧化鋁占無機阻燃劑消費量的80%以上是國際上阻燃劑中用量最大的一種被廣泛應用于各

8、種塑料、涂料、聚氨酯、彈性體和橡膠制品中。ATH兼具填充、阻燃、抑煙多重功能其受熱分解反應是一個強吸熱反應可降低燃燒時的溫度反應生成的水蒸汽可稀釋可燃氣體的濃度而且分解產(chǎn)物Al2O3有較高的活性能吸附煙塵顆粒也可附在材料表面形成保護層。此外其資源豐富價格便宜無毒不揮發(fā)不產(chǎn)生二次污染不產(chǎn)生腐蝕性氣體發(fā)煙量少耐腐蝕性好應用在高分子材料中可提高材料的紫外線透過性、介電及耐弧性等性能可改善材料工藝收縮的可控性等被廣泛應用于各類高分子材料制品中。