以Mg(OH)2阻燃PP时,为使材料达到UL 94 V-0阻燃级(3.2 mm试样),其用量应达60%~70%。此时材料的力学性能明显恶化,但燃烧时的生烟量比以溴阻燃剂阻燃PP大为减少,也低于PP本身。而且,如以Mg(OH)2抑烟,则用量可比阻燃所需低一些,含30%~40%Mg(OH)2的PP的烟密度即比未阻燃PP的要低仅为未阻燃PP的约l/3 (见图1)。
图1 Mg(OH)2用量与阻燃PP烟密度的关系(王永强,2003)
一般说来,当PP中Mg(OH)2含量达65%时,其机械性能,特别是抗冲强度和伸长率均显著变化。经表面改性,高Mg(OH)2含量的PP也可获得良好的加工性能及物理机械性能,表1为经特殊表面处理的Mg(OH)2阻燃的PP的性能。表1中两种阻燃PP(试样2及3)中的Mg(OH)2含量均为65%,但其性能有所不同,这是因为两者所用Mg(OH)2牌号不同所致。
表1 以Mg(OH)2阻燃的PP的配方及性能(王永强,2003)
配方及性能 |
试样 |
1 |
2 |
3 |
配方/份 |
|
PP |
100 |
35 |
35 |
Mg(OH)2(MAGNIFIN H10) |
|
65 |
|
Mg(OH)2(MAGNIFIN H10F) |
|
|
65 |
性能 |
|
密度/(g/cm3) |
0.895 |
1.518 |
1.518 |
抗拉强度/MPa |
23 |
18.6 |
18.6 |
伸长率/% |
>50 |
1.4 |
2.8 |
撕裂强度/MPa |
20 |
18.6 |
14.0 |
断裂伸长率/% |
|
1.4 |
6.6 |
不带缺口抗冲强度/(kJ/m2) |
|
7.9 |
|
带缺口抗冲强度/(kJ/m2) |
15 |
1.0 |
8.7 |
弯曲模量/GPa |
0.80 |
3.12 |
1.50 |
维卡氏软化点/℃ |
60 |
136 |
128 |
热变形温度/℃(1.82 MPa) |
45 |
105 |
67 |
UL94阻燃性(3.2mm) |
不通过 |
V-0 |
V-0 |
另外,为使Mg(OH)2含量甚高的PP获得满意的机械性能及阻燃性能,必须令Mg(OH)2在PP中均匀分散,为此,宜采用双摞杆挤出机和合理的Mg(OH)2加料方式,例如,可将全部PP及所需量60%的Mg(OH)2第一次加入混炼机中,再第二次加入余下的40%的Mg(OH)2,而且应加料均匀,计量准确。
可以认为,采用特殊的表面处理技术和粒径及粒度分布控制技术,再加上合理的复配工艺,开阔了Mg(OH)2阻燃PP的新途径,这种阻燃PP可兼具很多应用领域所需材料的机械性能及阻燃性能。
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