增效膨胀型阻燃LDPE 的性能研究

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1、第27卷第4期北京化工大学学报Vol.27,No.42000年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2000增效膨胀型阻燃LDPE的性能研究1)1)2)2)1)1)高瑜姜志国郑裕张志龙华健华周亨近(1)北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;2)北京燕山石化公司树脂应用研究所,北京102500)摘要:将分子筛作为膨胀阻燃增效剂,分别引入聚磷酸铵/季戊四醇和聚磷酸铵/双季戊四醇两种膨胀型阻燃剂(IFR)中,用于制备阻燃LDPE;研究了分子筛型号及用量对增效作用的影响。结果表明,分子筛显著提高了两种IFR的阻燃效率,使I

2、FR-LDPE的极限氧指数分别达到2819%和3019%。其中A型效果优于X型和Y型。TG和DTA分析结果说明,分子筛改变了IFR和IFR-LDPE的热降解过程,提高了高温成炭量和膨胀炭层的热稳定性、热绝缘性,使IFR-LDPE阻燃性提高。关键词:膨胀型阻燃剂;阻燃性;聚乙烯中图分类号:TQ3141248;TQ325112为140℃,定压时间为2min;最后在万能制样机上,引言依测试标准裁制成不同规格的样条。膨胀阻燃技术被认为是实现无卤阻燃最有希望112极限氧指数(LOI)测试的途径之一。然而,目前已商品化的众多膨胀型阻测试仪器HC-2型氧指数仪(江宁县分析仪器燃剂(IFR)对聚

3、烯烃尤其是聚乙烯的阻燃效率较厂);测试标准GB/T2406—93;试样尺寸130mm×差。曾有专利提及在膨胀阻燃材料配方中添加分子615mm×3mm。[1]筛(ZEO)作为膨胀阻燃增效剂。也有报道研究了113TG-DTA热分析测试[2,3]将IFR粉末或IFR-LDPE试样用TGS-2型ZEO的阻燃增效作用,但主要是针对其在不同聚烯烃中的作用规律,使用的IFR仅是聚磷酸铵/TG-DTA热分析仪(日本理学公司)测试。测试温季戊四醇一种。本研究选择了三种类型的分子筛作度50～650℃,升温速度10℃/min,高纯氮保护(气为膨胀阻燃增效剂,分别引入聚磷酸铵/季戊四醇和流速度50mL/

4、min),样品量5mg。聚磷酸铵/双季戊四醇两种IFR中,阻燃LDPE。2结果与讨论1实验部分211阻燃性能111试样制备21111ZEO对LDPE/APP/PER体系阻燃性能的主要原料:低密度聚乙烯(LDPE),1I2A-1,北影响ZEO根据硅铝比例、空间结构及阳离子的不京燕山石化公司;聚磷酸铵(APP),Hostaflam同而分为不同类型,具有不同的吸附催化特性。本AP422,德国Hoechst公司;季戊四醇(PER),化学实验选择了A型、X型和Y型三种典型的ZEO。纯,北京通县育才精细化工厂;双季戊四醇APP与PER的用量比值对阻燃性能影响很大。根[4](DPER),化学纯

5、,百灵威中国化学有限公司;分子据文献报道和实验,确定最佳配比APP与PER筛(ZEO),粉状,工业级,上海恒业分子筛有限公司。的质量比为3∶1。将APP,PER(或DPER),ZEO等助剂按配比称不同类型ZEO对LDPE/APP/PER体系LOI量、研细、预先混合均匀后,与LDPE在SK160-B影响见表1。由表中数据来看,三种类型ZEO在添型双辊塑炼机上混炼8min,温度为125～135℃;再加量w为014%～115%时,均使IFR-LDPE的在QLB型平板硫化机上压制成3mm厚板材,温度LOI值有不同程度提高,说明ZEO确实对该体系起到阻燃增效作用。但增效效果取决于ZEO的类

6、型,收稿日期:1999210225本实验中A型为最优。第一作者:女,1975年生,硕士生第4期高瑜等:增效膨胀型阻燃LDPE的性能研究·53·表1LDPE/APP/PER/ZEO体系LOI测试结果21112ZEO对LDPE/APP/DPER体系阻燃性能Table1LOIdataofLDPE/APP/PER/ZEO的影响通过理论计算确定IFR的配比:APP与组分m/gDPER质量比为214,选用A型ZEO为增效剂,制ZEO类型LOI/%LDPEAPPPERZEO备的IFR2LDPE阻燃性能测试结果见表3。该体系—1000001816中,LOI随ZEO用量增加仍呈峰值变化。当添加—1

7、00301002615w=1%的A型ZEO时,LOI由2414%提高到100301001528193019%,提高了615%。而加入w=2915%的IFRA100301012811仅使LOI由1816%提高到2414%,提高了518%。100301022719可见ZEO对APP/DPER体系的增效作用比对10030100152719APP/PER的更为明显。X100301012719表3LDPE/APP/DPER/ZEO2A体系LOI测试结果100301022717Table3L