锡酸锌对软质聚氯乙烯的阻燃和抑烟作用

 

我国PVC在管材、型材上的用量已超过800kt。PVC分为硬质及软质两类,硬质PVC含氯量达56%,氧指数可达45,基本上不需阻燃;而软质PVC由于添加了大量的增塑剂,含氯量下降,氧指数也大大降低。如添加60份的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)时,含氯量降为35%,氧指数降为26.7。所以对软质PVC进行阻燃是必要的。再者,对于软质PVC制品来说,其火灾危险性不仅在于它能引起火灾,更在于着火时释放出大量的烟雾和有毒及腐蚀性气体。所以,对软质PVC来说,抑烟和阻燃具有同等重要的意义。

可用于阻燃软质PVC的阻燃剂很多,包括磷酸酯、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、氯化石蜡、红磷等。如以对氧指数值的贡献而言,三氧化二锑是最有效的,因为PVC中含有大量氯元素,而三氧化二锑是卤素优良的协效剂。但三氧化二锑对PVC的抑烟作用很小且对环境不友好,有毒有害,所以人们一直在寻找既能与卤素协效阻燃,又有很好抑烟作用的阻燃剂。

锡酸锌是一种热稳定性好、无毒,对呼吸系统及皮肤无刺激的阻燃剂,耐热温度可达600℃,在所有高聚物的加工温度下都是稳定的。

可以看出,锡酸锌和三氧化二锑对软质PVC都有很好的协同阻燃作用。添加量在12份时,氧指数由26.7分别提高到30.8和33.0。在同样添加量的情况下,三氧化二锑对氧指数的贡献要好于锡酸锌,但当添加量大于12份后,增加三氧化二锑已不能提高体系的氧指数,甚至氧指数略有降低,而增加锡酸锌的用量还可以进一步提高氧指数。这可能是因为三氧二锑和锡酸锌对软质PVC发挥协同阻燃作用的最佳比例存在差别,从而导致了氧指数的最大值出现在不同的添加量处。

锡酸锌不仅对软质PVC有很好的阻燃作用,而且有优异的抑烟作用,添加量为15份时,最大烟密度值由663.4降为215.5,降低了6715%,是添加同样量三氧化二锑试样的36.5%。从毒性的角度看,锡酸锌无毒,对呼吸系统及皮肤无刺激,是一种对环境友好的阻燃剂。所以从各种角度考虑,锡酸锌完全可以代替三氧化二锑作为软质PVC的阻燃抑烟剂。

 

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