无卤阻燃剂在LDPE/EVA共混物中的应用

 

聚乙烯质轻,可在相当低的温度下保持柔软性,耐化学药品性能好,各种电气性能,特别是高频电绝缘性能优良。成型加工性能也好,可用各种方法成型制品;用途广泛,是用量较大的电缆料之一。但是聚乙烯易燃,氧指数只有1714%,燃烧速度快。传统的阻燃方法是加入含卤素阻燃剂,这类阻燃剂燃烧时发烟量大,且放出有毒气体,给消防工作带来很大困难,并造成环境污染。本实验以低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,加入氢氧化铝、微胶囊红磷、高氮阻燃剂、硼酸锌、硅酮粉、硅胶等多种无卤阻燃剂,研究LDPE/EVA共混物的阻燃性能和力学性能。

EVA具有良好的挠曲性、韧性和耐应力开裂性。EVA与LDPE并用,可以提高共混物的极限伸长率,改善LDPE与无机阻燃剂的界面结合,改善共混物的综合性能。试验采用LDPE与EVA为基体树脂,并加入相容剂,LDPE与EVA两者比例60/40为试验树脂组分。

ATH具有阻燃、消烟的作用,其分解时会吸

收聚合物燃烧过程中放出的热量,从而降低聚合物的温度、减慢降解速度;同时分解出来的氧化物促进聚合物形成炭化层,对聚合物起到阻燃作用。其次ATH分解放出的水蒸气可以稀释聚合物表面的氧气浓度。

MCP燃烧时,先被氧化,再水化成磷酸,磷

酸在高温下失水缩合形成偏磷酸,呈玻璃状覆盖于聚合物表面,抑制燃烧。在不含氧的聚乙烯中,由于供水不足,这种水化过程不快,因而不能充分发挥凝聚相阻燃作用。ATH与MCP并用时,ATH分解放出的水蒸气促进MCP水化成磷酸,提高了阻燃效果。

有机硅化合物是一种新型的阻燃剂,目前已开发的有硅酮粉、有机反应基团改性的硅酮粉以及硅胶/硫酸钾混合物等。有机硅化合物燃烧时,在体系中形成类似SiC的陶瓷层,阻止燃烧时生成的挥发性分解物外逸;同时绝热并隔绝了内部的聚合物与外界氧气接触,从而抑制了内部材料的进一步燃烧和防止熔体滴落。

单添加ATH对LDPE/EVA共混物的阻燃

效果不明显,且添加量大,造成共混物的力学性能下降。

MCP与ATH并用,有良好的协同效应,大大提高了共混物的阻燃性能;ATH与硼酸锌并用也有协同效应。

有机硅的加入能改善ATH的分散性,提高共混物的阻燃性能,是一种良好的阻燃增效剂和加工助剂。

 

 

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