mg(oh)2阻燃體系對無鹵阻燃聚丙烯性能影響的研究

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1、第14卷第2期江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版lVo1．14．No．22008年6月JOURNALOFJIANGSUTEACHERSUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NaturalScienceEdition)Jun．，20o8紅磷／Mg(OH)2阻燃體系對無鹵阻燃聚丙烯性能影響的研究周健，王寧紅(江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江蘇常州213001)摘要：以紅磷／氫氧化鎂為協(xié)同阻燃劑，以POE為高分子材料增韌改性劑，以聚丙烯PP為基體，通過采用熔融混合擠出制得無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料材料。對該無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料材料進(jìn)行了力學(xué)性能、阻燃性能、熱性能測試，討論了紅

2、磷，氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑的阻燃機(jī)理。實(shí)驗(yàn)研究表明：紅磷，Mg(OH)阻燃體系在PP中有良好的阻燃協(xié)同效應(yīng)；阻燃劑用量對阻燃復(fù)合材料的力學(xué)性能有明顯影響，研制的阻燃PP有產(chǎn)業(yè)化化生產(chǎn)意義。關(guān)鍵詞：聚丙烯；紅磷；氫氧化鎂；阻燃；POE中圖分類號：TQ314．248文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674—2222(2008)02—0076—060引言聚丙烯是一種來源廣、用量大的通用塑料，其具有比重最輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、電絕緣性好等特點(diǎn)，被廣泛用于汽車、電子電器產(chǎn)品、現(xiàn)代辦公產(chǎn)品、家用電器等產(chǎn)品部件的制造。在電子電器、家用電器等部件制造中，根據(jù)產(chǎn)品安全要求，塑料部件必須具有環(huán)保阻燃作用。在

3、歐盟頒布的ROHS指令中，明確規(guī)定了在電子電器產(chǎn)品的塑料部件中溴阻燃劑的限制含量。為此研究和開發(fā)無鹵阻燃聚丙烯塑料成為阻燃塑料研究的主要內(nèi)容之一，現(xiàn)已取得了一定進(jìn)展。筆者采用氫氧化鎂／紅磷膠囊協(xié)同阻燃劑和POE增韌劑與聚丙烯塑料共混組成環(huán)保型阻燃聚丙烯復(fù)合材料，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值。1實(shí)驗(yàn)部分1．1基本原料PP粉料：T30S，新疆獨(dú)山子；Mg(OH)(2500目)：T一1024，大連亞泰科技新材料有限公司；膠囊化紅磷：1500目，濟(jì)南固特科技有限公司；ZnBO：山東濟(jì)南泰興精細(xì)化工有限公司；聚烯烴彈性體POE：8999，美國DOW化學(xué)公司；塑料分散劑：TAS一2A，蘇州興

4、泰國光化學(xué)助劑有限公司；抗氧劑：1010，天津力生化工廠。1．2實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備高速混合機(jī)：SHR—IOA型，張家港市萬塑機(jī)械有限公司；熔體流動速率儀：PXRZ一400A，吉林大學(xué)科教儀器廠；單螺桿擠出機(jī)：665型，上海擠出機(jī)廠；注塑機(jī)：BOLE125／80A—I型，寧波雙馬機(jī)械廠；電子萬收稿日期：2008—03—29；修回日期：2008—05—17作者簡介：周健(1959一)，男，江蘇常州人，江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院教授，研究方向?yàn)楦叻肿硬牧细男耘c加工。第2期周健王寧紅：紅磷／Mg(OH)阻燃體系對無鹵阻燃聚丙烯性能影響的研究77能試驗(yàn)機(jī)：WDT一200型，長春第二試驗(yàn)機(jī)

5、有限責(zé)任公司；簡支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)：MZ一2054，江都明珠試驗(yàn)機(jī)械廠；掃描電子顯微鏡：$3400N，日本日立；熱變形溫度測定儀：ZWK1302—2，深圳市新三思材料檢測有限公司；氧指數(shù)測定儀，JF一3，南京市江寧區(qū)分析儀器廠。1．3實(shí)驗(yàn)基本配方實(shí)驗(yàn)基本配方見表1。表1實(shí)驗(yàn)基本配方(質(zhì)量份)Tab．1Testbasicformulation(massratio)1．4標(biāo)準(zhǔn)試樣的制備將PP粉料、阻燃劑紅磷和氫氧化鎂、增韌劑POE、分散潤滑劑TAS一2A和少量抗老化劑1010按一定比例在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，至混合均勻，出料待用。將混合均勻的物料加入到單螺桿擠出造粒機(jī)中經(jīng)過熔融

6、混合、擠出成條，通過冷水槽冷卻，牽引到切粒機(jī)切粒，得到無鹵阻燃改性PP粒料。造粒工藝參數(shù)：T1=100～110℃，T2=135～145~C，T3=165～180~C，T4=175—190℃；螺桿轉(zhuǎn)速n=850r／min。將擠出得到的無鹵阻燃PP粒料采用注射成型方法制得塑料標(biāo)準(zhǔn)試樣，供性能檢測用。注射工藝參數(shù)：T1=120~125℃，T2=160～170℃，T3=180—190℃，T4=190～200cI二；注射壓力：4．5MPa。1．5標(biāo)準(zhǔn)試樣性能測試?yán)鞆?qiáng)度和斷裂伸長率按GB／T1040—92測試；彎曲強(qiáng)度按GB／T9341—2000測試；沖擊強(qiáng)度按GB／T1043—93

7、測試；熱變形溫度按GB／T1634．2—2004測試；氧指數(shù)測試按GB／T2406—93測試。1．6阻燃PP原料的選擇1．6．1Mg(OH)2阻燃劑Mg(OH)阻燃劑具有阻燃、消煙、防流滴、熱穩(wěn)定性好、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、不揮發(fā)、效果持久、無毒性、不污染環(huán)境、價格低廉的特點(diǎn)。由于Mg(OH)屬無機(jī)填料，與有機(jī)高分子材料相容性差，而且用量較多，因此對阻燃材料的力學(xué)性能較大。為了減少不利因素，筆者采用了經(jīng)硅烷處理、粒徑小于3um的輕質(zhì)Mg(OH)：。經(jīng)硅烷處理的Mg(OH)與PP共混體系具有良好的加工性，硅烷本身具有一定