聚烯烃无卤阻燃体系研究——用水镁粉和膨胀型阻燃剂阻燃LDPE、EVA

摘要

聚烯烃广泛应用于电子、电器、机械等许多行业。但是，聚烯烃的易燃性使其成为潜在的火灾源。又因为，人们对于使用含卤阻燃剂所带来环境问题的忧虑，所以，开展无卤阻燃聚烯烃研究是很有意义的。 本文通过两种方法实现聚烯烃的无卤阻燃。 其一，考虑到中国丰富的水镁石资源，采用水镁粉作为主阻燃剂。首先，研究水镁粉阻燃剂，以及微胶囊红磷、硼酸锌等阻燃增效剂对LDPE/EVA体系的燃烧性能、力学性能、热性能的影响。其次，以水镁粉用量、微胶囊红磷用量及LDPE/EVA比例作为正交因素，通过正交试验获得了一个具有较好阻燃性能和力学性能的无卤阻燃电缆料配方。同时，使用ADDP、硬脂酯酸钠等多种表面改性剂对水镁粉进行表面改性，以吸水率、吸油量、接触角等为表征手段考察了改性剂种类和用量对表面改性效果的影响。通过分析红外光谱及溶剂洗涤后改性水镁粉接触角的变化，探究了吸附机理。用SEM观察改性前后水镁石粉在塑料中的分散情况。实验表明，改性后的水镁粉已经由亲水性转变为疏水性；吸附方式既有化学吸附又有物理吸附；改性后水镁粉在LDPE/EVA中分散得更均匀，与LDPE/EVA相容性也提高了。最后，把改性后的水镁粉应用到聚烯烃阻燃配方中，结果表明，使用改性水镁粉提高了材料的阻燃性能和力学性能，阻燃材料达到了中国无卤阻燃电缆料的标准。另外，实验还表明，表面改性剂吸附方式会影响阻燃复合材料性能。 其二，采用了磷酸、五氧化二磷、季戊四醇、三聚氰铵为原料合成季戊四醇磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂，根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率及吸水率，确定最优合成条件。接着，将该阻燃剂应用于低密度聚乙烯，以氧指数法、水平燃烧法和拉伸性能测试考察低密度聚乙烯膨胀阻燃体系的阻燃性能和力学性能。实验结果显示膨胀度、剩炭率可以反映膨胀型阻燃剂在低密度聚乙稀中的阻燃效果。3∶1∶1膨胀阻燃配方与低密度聚乙烯以30∶70(质量比)混合，可使复合材料达到水平阻燃级别FH-1，氧指数达到29，白熄时间为30s，具有良好的阻燃效果。 此外，使用热重分析和差热分析手段初步探究两种无卤阻燃体系的阻燃机理。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章水镁粉改性研究

第三章水镁粉阻燃剂的应用研究

第四章磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂的合成及应用研究

第五章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文清单

致谢