尼龙增强膨胀型阻燃PP的研究

  由多聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺组成的膨胀型阻燃剂是一种无卤阻燃剂,具有燃烧时烟雾少,放出的气体无害及生成的炭层能有效防止聚合物熔滴的优点,十分适于聚丙烯的阻燃。由于IFR与PP的相容性差,且PT在PP加工温度下熔化,影响了阻燃材料的加工性

能。

因此,寻找PT的代用品具有重要意义。尼龙具有冲击强度和拉伸强度高等优点,与PP形成合金可改善PP的力学性能;并且APP可增大PA的剩炭率与PA有协同阻燃作用。所以,用PA代替PT,希望能制备力学性能、热稳定性和阻燃性能均优的IFR2PP。

纯PP不自熄,燃烧时火焰稳定,拉伸强度为36MPa。加入25%的IFR后,阻燃性明显改善,拉伸强度却降到了2315MPa,严重影响了PP的应用价值,这是由于IFR是极性物质,与PP不相容。加入EPP可改善体系的相容性,其拉伸强度有所提高。

为了得到力学性能优良的IFR2PP,用PA代替部分PT作成炭剂。可见,随着PA用量的增大,材料的拉伸强度明显提高。当PA用量为3%时,拉伸强度达到2912MPa,阻燃性能有所降低,但不明显。PA用量继续增加,虽然力学性能提高,阻燃性能却不能满足要求。

PA用量对IFR2PP热性能的影响分解温度为204℃,随着PA用量的增加,分解温度提高还可看出,PA用量为3%时,剩炭率降低了112%,随着PA用量的增大,碳率继续降低。由于IFR2PP是靠阻燃材料在燃烧过程中焦化成炭,形成的炭层起隔热隔氧的作用。

因此,剩炭率对阻燃性能影响非常大,剩炭率大,阻燃性能好。PA的添加量为3%时最佳,既可提高IFR2PP的热稳定性,又不破坏其膨胀阻燃作用。交联效果不仅取决于版材配方,紫外光源的选择也相当重要。除前面所述的UV灯发射波长应与光引发剂的吸收波长相匹配之外,UV灯功率也是影响因素之一。是采用1%的TPO的光引发剂体系在不同灯功率下的凝胶质量分数曲线图。可以看出,灯功率的增加,即光强的增加对反应速度的提升影响非常明显。UV灯功率在4000W时,照射10s时体系已基本交联;当功率为700W时,体系照射60s后才基本交联。这是由于光强的增加使光引发剂在单位时间内得到的能量增加,从而提高了反应速度。然而,光强增加伴随着红外辐射的热效应增加,4000W的UV灯照射下,版材受热温度过高出现了一定程度的变形变质。所以本实验选择700W的UV灯。

结论

通过调节L2PB用量可达到柔性版适合的硬度范围。交联单体以TPGDA为好。  膦氧类引发剂的引发效果好。特别是采用BAPO与184的复合引发体系,能同时提高交联速度及交联深度,也可提高体系的耐溶剂性。引发剂用量的选择应综合考虑交联速度及深度两个因素,体系中最佳用量为SBS质量的1%。  UV灯的功率不宜过高。高功率UV灯发热量也大,过高的温度会严重影响版材性能。

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