玻纤增强阻燃PBT复合材料的制备

长期以来,PBT阻燃体系沿用的阻燃剂多为卤系阻燃剂,随着社会的发展,人们对环保的要求越来越高。鉴于卤系阻燃剂的种种弊端,欧盟2003年公布了WEEE和ROHS两个指令,将卤素阻燃剂的毒性与环境问题的争论推向高潮。因此,开发无卤阻燃的PBT工程塑料不仅有着巨大的经济价值,并且还是与国际接轨的需要,有着广阔的发展空间。

玻纤是一种难燃物质,加入到塑料之后会起到阻燃效果,因其又存在灯芯0效应,所以玻纤是阻燃还是助燃,要看这两种效应的加和。对于30%玻纤增强的阻燃PBT复合材料,玻纤起到的是阻燃效果而不是助燃效果。对于磷氮系阻燃剂,其阻燃机理通常被认为是组分磷在高温下生成磷酸、偏磷酸,使材料脱水炭化,形成的炭化层既可以阻挡热量和氧气进入,又可阻挡热解产生的小分子可燃性气体进入气相;氮组分受热分解后,易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性气体,从而起到阻燃效果。磷氮系阻燃剂单独使用效果不好,一般很难达到材料的阻燃要求,需要和其它阻燃剂进行复配才能更好的发挥阻燃效果。

当阻燃剂的质量分数为5%时,材料的氧指数基本不变,这是由于添加量太少,阻燃效果不明显;随着阻燃剂用量的加大,PBT的氧指数不断提高,其中MPP的阻燃效果优于MCA、APP-1000,当阻燃剂的质量分数为20%时,其氧指数可达25%,此时阻燃级别为FV-2级。因此,实验选用MPP与白度化红磷进行复配,进一步考察阻燃性能。

红磷的阻燃主要是凝聚相阻燃,MPP的阻燃主要是气相的,也有部分凝聚相的(因为磷含量比较低)。选择这二者的复配目的是,燃烧时阻燃体系既能发挥白度化红磷凝聚相阻燃作用,又能发挥MPP的气相阻燃作用,从而收到协效阻燃效果。

30%玻纤增强的阻燃PBT体系,玻纤起到的是阻燃效果而不是助燃效果。对于30%玻纤增强的阻燃PBT,白度化红磷的添加量为25%时,复合材料的阻燃性能最优。 白度化红磷与MPP很好的发挥了凝聚相和气相阻燃机理,二者有着良好的协效阻燃效果。GMA接枝的POE是玻纤增强阻燃PBT复合材料有效的增韧剂。添加量仅5%就能起到明显的增韧效果。

 

 

 

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