氢氧化镁阻燃聚合物材料的研究进展(2)

化学发泡 挤出 PE 聚合物 木塑 聚烯烃 氢氧化镁 阻燃 研究 进展 功能化 高岭土

绝缘材料2007,40(1)徐传辉等:氢氧化镁阻燃聚合物材料的研究进展

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聚合物材料,需要对氢氧化镁进行表面改性和协同阻燃处理,国内外学者对于氢氧化镁的表面改性技术和协同阻燃技术已经进行了大量的研究。3.1添加阻燃协同增效剂

添加阻燃协同增效剂能够有效提高氢氧化镁的阻燃效率,减少阻燃剂用量和聚合物材料燃烧时的熔滴现象;而且能够在一定程度上提高阻燃材料的力学性能。常见的阻燃协同增效剂有:氢氧化铝、卤素、氧化锑、有机硅化物、红磷及磷化物、金属氧化物、金属螯合物、硼酸锌以及石墨、有机土等。3.1.1与氢氧化铝的协同效应

氢氧化铝的分解温度比氢氧化镁低100℃左右,将两者并用可在235～455℃范围内均存在脱水吸热反应,因而可以在较宽范围内抑制高分子材料的燃烧。氢氧化镁/氢氧化铝的阻燃机理主要是受热结晶水的释放冲淡复合材料周围的可燃气体浓度而达到阻燃目的,它们与水镁石共同作用阻燃效果更好理的限制,阻燃效率差,;,在245～320℃,加工温度在270,所以氢氧化铝不适合用于热塑性塑料;③氢氧化铝起始脱水分解温度低,在加工过程中结晶脱水,还容易引发起泡现象,影响制品外观。

3.1.2与红磷及磷化物的协同效应

红磷可以作为阻燃剂单独使用,燃烧时先被氧化成非燃性的磷酸液态膜,进而脱水生成聚偏磷酸。聚偏磷酸是很强的脱水剂,在高温下使聚合物表面形成碳化层,起到阻燃作用。但红磷本身可燃且吸湿性很强,单独使用效果不理想,限制了其在聚合物中的大量添加。然而它却是很好的阻燃增效剂,目前红磷与炭黑体系协同氢氧化镁阻燃聚乙烯已经在电缆料中得到广泛的应用。

郭锡坤等[6]认为,产生协同效应的机理是由于氢氧化镁和氢氧化铝在高温下脱水,有利于促进红磷充分转化为磷酸和聚偏磷酸,而聚偏磷酸的强烈脱水作用又促使氢氧化镁和氢氧化铝的脱水反应进行得更彻底。通过相互促进,三者自身的作用能更充分发挥,从而增强了脱水吸热、成炭结焦隔氧隔热等阻燃作用,体现出协同效应。邵宗龙等[7]通过六氯环三磷腈三聚体的亲核取代反应,制备了磷腈化合物作为Mg(OH)2的阻燃增效剂。研究结果表明,磷腈化合物与Mg(OH)2共同使用,可得到氧指数达32%以上的无卤低毒阻燃聚乙烯电缆料。Shih-HsuanChiu等[8]发现聚磷酸铵对PP具有良好的阻燃效果,但是复合物受热分解时产生大量的有毒气体,如CO和烟尘。

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