环保型阻燃聚丙烯的研究

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1、华南理工大学硕士学位论文环保型阻燃聚丙烯的研究姓名：刘东发申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘维锦20090601摘要聚丙烯(PP)是一种综合性能优异的通用塑料，广泛应用于电子电器、家装、汽车和电线电缆等领域。但PP的极限氧指数较低，受热易燃烧，大大限制了其应用范围。制备低卤、无卤和多种阻燃剂复配成为阻燃PP研发的趋势。十溴二苯乙烷因为阻燃效率高，具有环境友好性，将逐渐取代十溴二苯醚。氢氧化镁(Mg(OH)2)在PP中起阻燃、消烟和填充等作用，成为无卤阻燃PP很有发展前途的阻燃剂之一。但Mg(OH)2单独使用需要填加的分量很大，而且其与PP的相容性不好。鉴与此，本文一方面对Mg(OH

2、)2进行表面改性，改善其与PP的相容性，一方面研究十溴二苯乙烷与Mg(OH)2阻燃剂等复配而成的复合阻燃剂，利用了十溴二苯乙烷高阻燃性能同时结合Mg(OH)2抑烟防滴落，无毒的性能，在十溴二苯乙烷和Mg(OHh用量较少的情况下，达到低烟低卤、低毒、低密度、低成本的结果。同时阻燃PP保持了良好的力学性能。这种复合阻燃剂符合RollS，而且具有很好的经济效益和环境友好性，很有发展前景。红磷是重要的磷系阻燃剂，其阻燃性能优良，但是在实际应用中存在两大问题：一是化学性能不稳定，在空气中易吸潮、易氧化，高温加工时产生剧毒气体磷化氢，粉尘易爆炸，在储存运输使用时存在安全隐患；二是红磷颜色很深，只能做红

3、色或黑色制品，应用范围受到很大限制。因此本文采用氢氧化铝／三聚氰胺甲醛树脂进行无机有机双层包覆，制备微胶囊红磷，提高红磷阻燃剂的稳定性和白度，并研究微胶囊红磷在PP的应用。具体研究内容和主要结论包括：第一，用硅烷类偶联剂，钛酸酯类偶联剂和硬脂酸钠对Mg(OH)2进行表面改性。研究其对氢氧化镁粒径、活化指数、吸水率、吸油值及热性能的影响。结果表明，改性后的氢氧化镁粒径减小，活化指数提高，吸水率和吸油值均显著降低。表面改性后的Mg(OH)2直接与PP共混，拉伸强度从15．8Mpa提高到18．2Mpa，极限氧指数(LOI)从25％提高到28％；第二，用Mg(OH)2和十溴二苯乙烷复合，三氧化二梯

4、为协效阻燃剂制备阻燃PP。对阻燃PP的力学性能、阻燃性能、热性能、微观形貌进行测试。结果表明，当复合阻燃剂的质量分数为35％，DBDPE／Mg(oH)2质量比为l：l时，DBDPE与Sb203的质量比为3：1时，阻燃PP的力学性能，阻燃性能，综合性能最好。拉伸强度为22．92MPa，断裂伸长率为12．04％，弯曲强度为51．42MPa，冲击强度为8．0rO／m2，极限氧指数为30％，达到阻燃UL-V0级；华南理工大学硕士学位论文第三，用氢氧化铝／三聚氰胺甲醛树脂对红磷进行无机，有机双层包覆，制备微胶囊红磷，并应用于PP上。对微胶囊红磷的自燃温度、白度、吸水性进行了测试，并对其进行了XPS分

5、析。测定了微胶囊红磷阻燃PP的力学性能、阻燃性能、热性能。得出结果：当pH为6．5，分散剂用量为2．5％，包覆温度为60℃，包覆时间为3h，囊材质量分数为30％，微胶囊红磷的性能最佳。自燃温度为618K，白度为58．6％，吸水率为0．3％，添加微胶囊红磷质量分数为6％时，阻燃PP的拉伸强度为30．3MPa，弯曲强度为31．3MPa，冲击强度为8．5KJ／m2，极限氧指数为28．3％，达到阻燃UL．V0级。关键字：聚丙烯；复合阻燃剂；氢氧化镁；十溴二苯乙烷；微胶囊红磷；白度化。ⅡAbstractPolypropylenewasonekindofgeneralplasticsownedexce

6、llentcomprehensiveproperties，hadbeenwidelyusedinelectronicsandelectrics，familydecorationindustry,automobileandelectricwireandcableindustries．howeverthelimitoxygenindexofpolypropylenewaslow，itcouldeasilybefiredwhenitwasheated，thenitsapplicationrangehadbeengreatlylimited．Duetoitshi。曲flumeretardantef

7、ficiencyandenvironment-friendly，DBDPEwould目删lyreplaceDBDPO．Mg(OH)2playedtheroleofflumeretardant，smokeeliminationandfillerinPESoMg(OH)2WasoneofthepotentialflumeretardantsinflumeretardantPolypropylenewithouthalogen