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1、第24卷第3期河北大学学报(自然科学版)Vol.24No.32004年5月JournalofHebeiUniversity(NaturalScienceEdition)May2004Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃抑烟剂对软PVC材料性能的影响田春明,叶霞,屈红强,武伟红,谢吉星,石建兵,徐建忠(河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002)摘要:对经Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃处理的软PVC材料的阻燃抑烟及力学性能进行了研究.选择了合适的偶联剂类型及用量.结果表明:Al(OH)3和Mg(OH)2复配使用是软PVC
2、材料的较为理想的阻燃抑烟剂,硅烷类偶联剂A151和钛酸酯类偶联剂NDZ-311是Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃处理的软PVC材料的较理想的偶联剂.关键词:阻燃;抑烟;PVC;偶联剂中图分类号:O632.21文献标识码:A文章编号:1000-1565(2004)03-0263-05聚氯乙烯(PVC)是目前用途最为广泛的化工材料之一,不论是在化工、轻工、建材行业,还是在机电、纺织等行业上都被大量的使用着.但是PVC材料存在着容易燃烧的缺陷,且燃烧中还会产生大量的毒烟.PVC的生烟量大,所以对PVC的抑烟研究具有特别重要的意义.
3、为了降低材料的发烟量,一般的做法是在PVC材料中添加阻燃抑烟剂.可用于软质PVC的阻燃剂包括:氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、硼酸钡、氯化石蜡、红磷及磷酸酯等.对软PVC有效的抑烟剂包括:三氧化钼、八钼酸铵、有机胺的钼酸盐类、硼酸锌、二茂铁及无机锡化合物等.无机添加剂氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂具有价格便宜,毒性小,消烟好,滴落少等优[1-3][4-5]点.许多的研究表明Al(OH)3和Mg(OH)2是十分有效的阻燃抑烟剂,可用于多种聚合物中.用热[6-7]分析的方法研究高分子材料的阻燃机理是常用的方法之一.笔者用此方法研究了氢氧化
4、铝和氢氧化镁的加入对软PVC材料的阻燃抑烟作用机理及力学性能的影响.1实验部分1.1主要原料PVC树脂(SG2型,北京化工二厂);邻苯二甲酸二辛酯(DOP,上海东方化工厂);三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅,硬脂酸钙,氢氧化铝,氢氧化镁,偶联剂(A151,NDZ-311,NDZ-105,Al-Ti).工业级.1.2主要仪器设备HC-1型氧指数仪(南京江宁分析仪器厂);XKR-160型混炼机(广东湛江机械厂);WCT-2型微机差热天平(北京光学仪器厂);JCY-1型建材烟密度测试仪(江宁县分析仪器厂);LJ系列抗拉仪(承德实验机厂)
5、;平板压力机(自制).1.3基本配方PVC树脂100g,邻苯二甲酸二辛酯30g,稳定剂(三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅)2g,润滑剂(硬脂酸钙)0.5g.收稿日期:2003-10-23基金项目:河北省自然科学基金资助项目(200075)作者简介:田春明(1944-),男,河北秦皇岛人,河北大学教授,硕士研究生导师,主要从事阻燃化学研究.·462·河北大学学报(自然科学版)2004年1.4实验过程将PVC树脂与增塑剂(DOP),稳定剂,润滑剂,阻燃剂若干混合均匀后,用混炼机在443～448K下混炼5～8min后,移入平板压力机,在
6、448～453K,350～380MPa条件下热压5～8min,取出再冷压,制成80mm×3mm×6mm的样品或根据需要尺寸加工成符合要求的测试样品.1.5测试条件氧指数(LOI)按照GB2406-80进行,氧指数越大,阻燃性能越好.烟密度等级(SDR)按GB/T8627-1999进行,SDR越小,消烟性能越好,对电缆用PVC材料来说,当SDR≤75时,消烟性合格.差热分析以Al2O3做参比,升温速度为10K/min,气氛为空气.2结果与讨论2.1Al(OH)3和Mg(OH)2对软PVC的阻燃消烟作用及力学性能影响2.1.1Al
7、(OH)3和Mg(OH)2对软PVC的阻燃作用表1Al(OH)3和Mg(OH)2对软PVC的性能影响Tab.1EffectofAl(OH)3andMg(OH)2tothepropertiesofflexiblePVC-2样品m(氢氧化铝)/gm(氢氧化镁)/g氧指数(LOI)烟密度等级(SDR)拉伸强度/(MPa·m)Ⅰ11035.088.4229.36Ⅱ13035.586.9429.06Ⅲ15036.584.5725.11Ⅳ17037.583.0124.67Ⅴ17437.579.7224.35Ⅵ17637.776.8323.
8、52Ⅶ17838.573.7622.51Ⅷ171039.070.4021.11Ⅸ27038.580.6222.41Ⅹ02737.064.2318.69Ⅺ0027.594.6230.93注:表中各试样的基本配方是:PVC100g,DOP30g,助剂2.5g.由表1中LOI的数值
