高密度聚乙烯阻燃中的应用

HDPE、PP等是由碳和氢构成的有机高分子材料，如HDPE的分子结构与石蜡很相似，因此非常容易燃烧，易造成火灾事故。在国外，许多部门使用的塑料很早就提出了明确的阻燃要求，并制订了燃烧标准和法律规格。如美国关于飞机有FAA规格，汽车有MVSS-NO302规格，电器有NENA和UL规格；日本有“电器用品取缔法”等，这些规格和法律反过来又促进了阻燃塑料的发展；在我国，随着塑料工业的发展和应用领域的扩大，塑料燃烧引起的火灾事故也越来越多。为了避免因塑料燃烧造成的火灾事故，许多部门对使用的塑料也提出了阻燃要求。但我国的阻燃塑料和阻燃剂一样，正处于研究阶段，有些品种已经工业化，如阻燃PP、阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、阻燃炮沫聚苯乙烯（PS）、阻燃环氧树脂和阻燃不饱和聚酯等，但对阻燃HDPE的生产和报到尚少。

聚乙烯（PE）的分子结构和石蜡相似，很容易燃烧，其水平燃烧速度为0.3~1.2寸/min，塑料树脂氧指数（在21%以下为可燃型；22%~26%之间为自熄型；27%以上为阻燃型）为17.5%。然而PE分子是非极性的，与任何阻燃剂都不能很好地相容，因此，阻燃化比较困难。通过查阅国内外有关资料，认为PE的阻燃化最多的是卤系阻燃剂和氧化锑（Sb2O3）并用，二者具有良好的协同效应，阻燃效果显著提高。这是因为Sb2O3与氯化物或溴化物并用时，生成SbOCl（沸点223℃）、SbCl3或SbBr3(沸点288℃)，都是沸点较高的反应物和挥发性物质，在液固相中可以促进卤素的移动和碳化物的生成，在气相中又能捕获–OH的能量，Sb2O3和卤系阻燃剂并用是最广泛使用的阻燃剂配方，这些反应都有助于阻燃。

选用纯HDPE生产，并记录工艺参数，待生产正常后，按配方依次进行生产试验。试验过程中发现：当有阻燃剂加入后，生产的网材发泡、表面无光泽。对原材料进行检查，发现是因为阻燃剂吸潮所致，后来对阻燃剂进行烘干，再次生产时，一切正常。

从上述不同配方的阻燃效果来看，阻燃效果不明显，以此配方生产的阻燃，用于高速公路隔离栅栏时，其阻燃性达不到的标准的要求；其中虽然阻燃效果明显，阻燃性能符合标准的要求，但由于阻燃剂的加入量较大，导致制品成本较高，制品刚性及力学性能也有所下降，而且添加的阻燃剂数量较多时，对成型设备和模具有腐蚀和磨损，不利于生产。

由于APP和Sb2O3有协同阻燃作用，制品的阻燃效果达到达最佳状态，即阻燃级别达到UL94 V-0，同时力学性能良好，满足使用要求，各项性能指标都符合技术标准。阻燃剂中溴离子具有很强的极性，很容易吸收空气中的水分，这样很容易导致制品发泡，影响表面光洁度，因此，在生产中一定要注意将阻燃剂烘干，阻燃剂烘干70℃左右。

生产中除了加入阻燃剂后的工艺温度比不加阻燃剂时降低10~20℃之外，其他工艺条件无需改变。无论是阻燃效果，经济效益或物理机械性能来讲，都是理想的。制品经检测，阻燃性能及其他各项性能指标均符合标准要求。用于高速公路隔离栅栏使用，客户反映良好。阻燃剂的加入，对制品的物理性能影响很小。阻燃性能有显著的提高,达到了防火阻燃的功效。

 

 

 

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