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氢氧化物阻燃剂在聚乙烯中的应用及研究进展
来源:中国粉体技术网    更新时间:2022-10-08 15:42:10    浏览次数:
 
  聚乙烯(PE)是由单体乙烯经聚合得到的热塑性树脂,具有良好耐寒性,较好的机械强度、介电性能,广泛应用于线缆、薄膜、管材、包装、容器、医疗用具等制品。但PE氧指数为17.4%,属易燃材料。PE材料燃烧速度快、发热/烟量大,燃烧时易熔滴,对生命财产安全造成极大威胁,限制了聚乙烯的使用和发展,因此对其进行阻燃改性势在必行。
  
  金属氢氧化物阻燃剂以氢氧化铝和氢氧化镁为主。镁铝阻燃剂稳定性好、无毒、发烟量小,燃烧过程中会释放水蒸气稀释可燃气体、带走部分热量,抑制燃烧,产生阻燃效应。铝镁阻燃剂可以延长点燃时间,降低热释放速率,氢氧化镁与PE的相容性较差且阻燃效率低,需大量添加才会提高阻燃性能,大量添加会降低复合材料的加工性和力学性能。
  
  张红霞等以硬脂酸钠和聚乙二醇为改性剂对氢氧化镁进行表面改性,并制备高密度聚乙烯阻燃复合材料。研究表明,当改性氢氧化镁添加量为30%,HDPE/氢氧化镁复合材料的拉伸强度为12.3MPa,氢氧化镁与HDPE有较好的相容性,极限氧指数提高至24.6%,阻燃性能提高较少。
  
  层状双氢氧化物在分解的时会释放出CO2和H2O,稀释和阻隔氧气,使其具有良好的阻燃效果,可替代卤素和含磷的阻燃剂。
  
  高洁等以氢氧化铝和自制镁铁双氢氧化物(Mg-FeLDH)为阻燃剂,制备了氢氧化铝/Mg-Fe-LDH/HDPE阻燃复合材料。研究发现,氢氧化铝和Mg-Fe-LDH能有效抑制复合材料(HDPE1、HDPE2、HDPE3)燃烧时CO释放和热释放,使HDPE难以点燃。当阻燃剂总量为40%(Mg-Fe-LDH用量为2%,HDPE2)时,HDPE复合材料具有良好的阻燃性能。
  
  陈晓松等以氢氧化铝、膨胀蛭石、三氧化二锑为阻燃剂,制备HDPE复合材料。研究发现,当氢氧化铝/膨胀蛭石配比为3∶2,复合材料的力学性能较好,抑烟阻燃性能达到FV-0级。氢氧化铝和膨胀蛭石总量在50%时,极限氧指数随氢氧化铝的增多先增加后降低,在配比为3∶2时达到最佳。
  
  赵松等研究氢氧化镁和硼酸锌对线型低密度聚乙烯和乙烯丙烯酸乙酯共聚物阻燃性能影响。发现,随着氢氧化镁和硼酸锌比例增大,复合材料的阻燃性能提升,当氢氧化镁添加量为65%时,阻燃性能最好,达到UL94V-0级。
  
  王伟铃研究了氢氧化镁对线型低密度聚乙烯阻燃性能的影响。氢氧化镁用量达到70%时,极限氧指数达到31.4%,比纯料提高了约71%,垂直燃烧测试达到V-0级。
  
  金属氢氧化物阻燃剂安全环保,价格低廉。单独使用时阻燃效果不佳,需大量添加才能提高材料的阻燃性能,但大量添加时会降低力学性能。因此研究表面改性且与氮磷系阻燃剂复配使用,提高阻燃性能,降低添加量是氢氧化物阻燃剂的研究方向。
  
  资料来源:《李占冲,孟凡涛,魏春城,等.无卤阻燃聚乙烯的研究进展[J].塑料工业,2022,50(01):1-5+19》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
  
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