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無鹵聚丙稀阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-1-12 13:36:41 |
本文探討了無鹵聚丙稀阻燃劑的配方；并研究了在同向雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件下，Mg(OH)2無鹵阻燃劑對聚丙稀各種性能的影響；以及無鹵聚丙稀阻燃劑的最終產(chǎn)品性能。實(shí)驗(yàn)證明，選用合適的Mg(OH)2無鹵阻燃劑，在聚丙稀中添加量達(dá)到65%時，無鹵阻燃聚丙稀有比較好的性能。
聚丙?。≒P）是一種大量生產(chǎn)可用于各種加工方法的塑料。如注射成型、擠出成型、纖維和薄膜等。它具有很高的耐水性和耐化學(xué)性，以及很高的斷裂強(qiáng)度，良好的電性能，可廣泛適用于各種用途的產(chǎn)品。
而阻燃聚丙稀在電氣、電子、建筑和汽車等行業(yè)用途十分廣泛。如建筑業(yè)的樓板面層、管道、框架和成卷塑料都希望是阻燃的；家電行業(yè)的電器件也都要求阻燃塑料。而過去傳統(tǒng)用的含鹵阻燃劑，雖然可以達(dá)到阻燃效果，但由于燃燒時放出大量的有毒氣體，很不適用于公共場所的使用。因此當(dāng)前對鹵素含量較低或不含鹵素的阻燃聚丙稀要求與日俱增。目前使用無鹵阻燃聚丙稀的例子有：汽車喲用電纜、波型管道、屋頂材料、層面板、地板材料、家用電器塑料件、壁板等。
本文就無鹵聚丙稀阻燃劑氫氧化鎂（Mg(OH)2）在聚丙稀中的使用做了一些研究。高純度Mg(OH)2是一種無毒不危害環(huán)境的無鹵素阻燃劑。其阻燃機(jī)理主要是，這種物質(zhì)遇熱分解成氧化鎂（MgO）和水蒸氣。
我們在實(shí)驗(yàn)中選用了氫氧化鎂無鹵素阻燃劑MAGNIFIN H5 MV，它的主要成分Mg(OH)2占99.8%，其它氧化物小于0.2%。這種阻燃劑經(jīng)表面處理很適合于PP，可顯著提高材料的物理性能和流動性。
實(shí)驗(yàn)主要原材料：聚丙?。≒P）；氫氧化鎂（Mg(OH)2）；氫氧化鎂MAGNIFIN H5MV ；十溴阻燃劑；三氧化二銻；改性劑；抗氧劑；潤滑劑。
實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備：擠出機(jī)ZC—65；注塑機(jī)；高速混合機(jī)；萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)WSM—2000；沖擊機(jī)XJD；融熔指數(shù)儀；水平垂直燃燒儀CZF—型；氧指數(shù)儀；制樣機(jī)。
工藝流程：（聚丙稀+阻燃劑+助劑）→混合→雙螺桿擠出機(jī)→冷卻水槽→吹風(fēng)機(jī)→切粒機(jī)→成品→檢驗(yàn)
工藝條件：擠出溫度200℃—240℃；螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分；注射溫度180℃--—200℃
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接熱法和三氯化磷冷法磷 ，將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進(jìn)行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進(jìn)行減壓蒸餾得成品。
Mg(OH)2對聚丙稀氧指數(shù)的影響氧指數(shù)是衡量塑料阻燃材料阻燃性的一個重要指標(biāo)。氧指數(shù)是指材料燃燒時所必須的極限氧含量，氧指數(shù)越大，材料的阻燃性越好，反之阻燃性不好。如下圖1為Mg(OH)2對聚丙稀氧指數(shù)的影響。從圖中可以看出，隨著Mg(OH)2含量的增加，聚丙稀氧指數(shù)也隨著增大。
當(dāng)Mg(OH)2含量過50%，聚丙稀的氧指數(shù)快速增加；當(dāng)Mg(OH)2含量達(dá)到65%，聚丙稀的氧指數(shù)為30；Mg(OH)2含量在50%以下氧指數(shù)增加不大。
Mg(OH)2無鹵阻燃劑對聚丙稀的拉伸強(qiáng)度有一定的影響。隨著聚丙稀中Mg(OH)2無鹵阻燃劑含量的增加，聚丙稀阻燃料的拉伸強(qiáng)度有所下降。當(dāng)Mg(OH)2含量增加到65%時，聚丙稀阻燃料的拉伸強(qiáng)度由32MPa下降至23MPa。這種下降主要是由于Mg(OH)2的加入降低了聚丙稀塑料的分子間力，導(dǎo)致最終產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度的下降。
Mg(OH)2對聚丙稀缺口沖擊強(qiáng)度的影響比較明顯。隨著Mg(OH)2含量的增加，聚丙稀缺口沖擊強(qiáng)度快速下降。當(dāng)Mg(OH)2含量達(dá)到60%時，聚丙稀缺口沖擊強(qiáng)度下降了近60%。由280J/M下降到110J/M。下降幅度是比較大的。當(dāng)聚丙稀阻燃材料對沖擊性能要求高時，可通過加入聚丙稀增韌劑來彌補(bǔ)。
Mg(OH)2的加入對聚丙稀的斷裂伸長率影響很大。特別是未進(jìn)行表面處理的Mg(OH)2，當(dāng)Mg(OH)2含量達(dá)到60%時，聚丙稀斷裂伸長率可下降到1%—2%。表面處理的Mg(OH)2含量達(dá)到60%時，可使聚丙稀斷裂伸長率達(dá)到原值的70%以上。
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