羟基锡酸锌阻燃剂对低烟聚氯乙烯和阻燃硅橡胶电缆材料的研究
关键词：羟基锡酸锌、氢氧化锡酸锌、锡酸锌、无卤环保阻燃剂、意大利larderello羟基锡酸锌、羟基锡酸锌ZHS
由于电线电缆在能量传输和信息传递等方面的重要性，特别是现代社会的环保和健康需求，研究和开发新型低烟
、低毒的防火(包括阻燃和耐火)电缆材料成为电缆新材料研究领域的热点。 本文在总结聚氯乙烯电缆材料的阻燃
抑烟研究现状和最新进展的基础上，通过优化制备羟基锡酸锌(ZHS)的条件，以及将羟基锡酸锌ZHS包覆在氢氧化
镁(MH)和碳酸钙(CaCO_3)粒子表面上，制备清洁高效的阻燃抑烟剂，研究羟基锡酸锌ZHS类添加剂对PVC热稳定性
和阻燃抑烟性能的影响以及作用机理。同时在总结耐高温硅橡胶电缆材料的补强阻燃最新研究基础上，制备了甲
基乙烯基硅橡胶(MVMQ)无卤阻燃电缆材料和MVMQ／粘土阻燃纳米复合材料，系统研究氢氧化物阻燃体系对硅橡胶
材料的阻燃作用。通过对PVC新型阻燃抑烟配方和硅橡胶无卤阻燃补强配方的优化设计，以期发展在不同使用环境
中具有优异火灾安全性的新型电缆材料。 本文的主要研究内容总结为以下四个方面：
1．ZHS的制备及其对PVC电缆材料阻燃抑烟作用的研究 采用共沉淀法制得平均粒径为20～30nm的ZHS粒子，利用粉
末X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)等对ZHS的结构和性能进
行表征，系统研究反应温度和pH值对羟基锡酸锌ZHS结构的影响，优化制备条件。将制得的ZHS与PVC及加工助剂熔
融共混制备阻燃抑烟PVC电缆材料，采用极限氧指数法(LOI)、垂直燃烧(UL 94 V)和NBS烟密度箱(SDR)系统研究了
羟基锡酸锌ZHS和AO、ZB、MH、ATH、CaCO_3对PVC的阻燃抑烟效用，结果表明羟基锡酸锌ZHS对PVC电缆材料具有优
良的阻燃抑烟效果，使用量为15％时可以满足我国对PVC电缆材料烟密度的要求，阻燃级别可以达到V0。环境扫描
电子显微镜(ESEM)炭渣形貌分析表明，经羟基锡酸锌ZHS作用后的PVC炭渣均匀、致密且连续，结合TGA，锥型量热
计(CONE)和真空裂解气相色谱和质谱联用仪(GC-MS)研究其阻燃机理，结果表明ZHS有利于促进PVC热解或燃烧过程
中多烯产物的交联成炭，形成具有隔热、隔氧、隔气的炭层，对PVC阻燃抑烟的作用机理同时包含气相和固相作用
机理。
2．ZHS包覆MH和CaCO_3的制备及其对PVC电缆材料阻燃抑烟作用的研.
3．羟基锡酸锌ZHS用量为15%时即可以满足对PVC电缆材料燃烧烟密度的要求,燃烧等级可以达到UL94 V0级。
PVC/ZHS电缆材料的热稳定性能、成炭性能和燃烧性能表明,羟基锡酸锌ZHS在PVC电缆材料燃烧时,可以促进PVC交
联成炭,生成的炭具有较好的隔氧、隔热及抑制可燃性气体逸出的作用,提高了PVC电缆材料的热稳定性能,有效降
低了PVC电缆材料的潜在火灾危险性。
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