发布日期:2014-11-04 浏览次数:1139
无机阻燃剂主要包含无机阻燃金属系、硼系、硅系、氮磷系阻燃剂,大多数具有阻燃性能的同时,兼具抑烟效果,其中无机阻燃金属系是软质PVC较为常用的阻燃抑烟剂。目前,一般采取包覆改性、复配混合、纳米细化、制备新型无机阻燃抑烟剂等方法提高其阻燃抑烟的效果。包覆改性可提高无机阻燃抑烟剂与PVC基体的相容性,在提高材料阻燃抑烟性能的同时,可有效保持材料的力学性能。
通过共沉淀法制备羟基锡酸锌(ZHS)包覆微米Mg(OH)2粒子,将其应用到软质PVC材料中,虽然Mg(OH)2表面包覆不均匀,但对比于Sb2O3,ZHS 的单独使用和ZHS与Mg(OH)2 的机械共混使用样品,ZHS 包覆MH对PVC电缆材料有良好的阻燃抑烟作用,使材料烟密度显著降低,热释放速率减小,热解温度升高而残余物量增多;对其机理研究发现,阻燃主要通过凝聚相作用机理实现,ZHS中的金属元素,在PVC的热解初期可促进PVC主链上多烯结构的交联进而形成具有隔离作用的炭层,同时伴有气相作用机理。
采用蜜胺树脂、硼酸锌双层囊材包覆红磷制得微胶囊红磷,添加6份即可使材料的垂直阻燃性能达V–0级。随着微胶囊红磷颗粒粒径减小,材料氧指数增大,拉伸强度和断裂伸长率有所提高。比较不同改性剂对碱式MgSO4晶须的改性效果,发现采用钛酸脂的改性效果最好,随着软质PVC材料中改性晶须含量的增加,复合体系的氧指数逐渐增大,拉伸强度和断裂伸长率有所降低,改性晶须的添加量为60份时,材料的综合性能较好.
将多种无机阻燃抑烟剂复配作为软质PVC的阻燃抑烟剂使用,其中多为镁系、铝系、过渡金属系与氮磷系复配。发现在Al(OH)3/Mg(OH)2配比为1∶1时,在软质PVC体系的阻燃效果最好,采用硼酸锌作为辅助阻燃剂能进一步提高材料的阻燃性能,添加8份硼酸锌时效果最佳。也发现Al(OH)3和Mg(OH)2复配使用是软PVC材料的较为理想的阻燃抑烟剂,采用硅烷类偶联剂可使材料同时具有良好的力学性能;添加金属配合物能进一步促进PVC在燃烧过程中固相成炭,提高阻燃抑烟的效果,其中Fe、Ni配合物提高氧指数效果较好,Ni和Cu配合物改善抑烟效果最佳
利用硼酸锌、氧化锑和Al(OH)3的阻燃抑烟协同效应成功制备出低烟低卤的PVC电缆料,发现Al(OH)3的填加量以60份为最佳,硼酸锌可与Sb2O3起协同作用,使阻燃效果更显著,明显降低发烟量。同时制备软质PVC电缆料时发现PVC 燃烧时,Sb2O3能与PVC 反应生成SbOCl,SbCl3捕捉自由基,隔绝空气,促使PVC 炭化;MoO3可与PVC 形成残炭,覆盖在聚合物表面;磷酸三甲苯酯受热时分解成磷酸,磷酸受热又生成聚偏磷酸,能促使聚合物表面脱水形成一层致密的碳化膜,这三者结合使用,具有更优良的阻燃和抑烟效果,同时材料的力学性能也得到较好的保留。
此外,无机化合物和酸式盐的复配使用也可提高材料的阻燃抑烟性能。采用MoO3 ,磷酸,Ca(OH)2 制得的磷钼酸钙作为阻燃抑烟剂,加入到PVC中,对比常用的阻燃抑烟剂发现,加入磷钼酸钙的PVC 材料的氧指数达到了27.1%,有焰燃烧的烟密度为297 m2/kg,无焰燃烧的烟密度为351 m2/kg。同时发现锡酸锌是热稳定性好、无毒、对呼吸系统及皮肤无刺激的阻燃剂,耐热温度可达600℃,添加15份锡酸锌可使烟密度由663.4 m2/kg降为215.5 m2/kg,是添加等量Sb2O3 试样的36.5%。
从有关软质PVC用阻燃抑烟剂的研究中发现,包覆改性、复配混合、纳米细化已经成为较为常用的研究手段,但制备新型阻燃抑烟剂的研究较少。伴随我国城市化进程,公共措施和安居工程发展迅速,建筑物内外装饰和居室的电气化使得软质PVC材料遍布于整个建筑物,软质PVC用阻燃抑烟剂将朝着持久、高效、环保、低毒的方向发展。
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