新型热塑性弹性体OBC的无卤膨胀阻燃研究

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新型热塑性弹性体OBC有较高的熔融和结晶温度,出色的耐磨性,在加工时能快速成型,弹性恢复和压缩形变性能出色,被认为可以广泛应用于管材、薄膜、泡沫、汽车零部件和鞋类等领域。然而它的极限氧指数很低极易燃烧,这限制了它的广泛应用,因此对OBC的阻燃具有重要意义。在聚合物材料中应用较多的含卤阻燃剂面临严重的环境问题,在很多场合被禁止使用。近年来膨胀阻燃剂(IFR)因为具有无卤、低毒、生烟量少等特点而受到重视。膨胀阻燃剂主要通过受热分解生成膨胀炭层,对材料起到隔热隔氧的作用来达到阻燃的目的。本文以三聚氰胺磷酸盐(MP)和季戊四醇(PER)组成膨胀阻燃体系,分别采用尼龙12(PA12)、碱式碳酸镍(NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O)、氧化镧(La2O3)和膨胀石墨(EG)与其复配协同阻燃OBC。通过极限氧指数、垂直燃烧测试、热重分析、扫描电镜、红外光谱、拉伸性能测试和流变性能测试等分析表征手段,研究了各种阻燃体系的性能和阻燃机理。研究表明,在膨胀阻燃体系中分别加入PA12、NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O、La2O3和EG后,阻燃剂的阻燃效率提高,阻燃效果明显增强,在适当的配比下,制备得到综合性能较好的阻燃材料。PA12的添加量为6.4wt%的复合材料达到了UL-94垂直燃烧V-0级别,极限氧指数为29.3。PA12的增容性能改善阻燃材料的力学性能,实现其综合性能的提高。OBC/MP/PER阻燃体系中加入少量碱式碳酸镍即可显著提高材料的阻燃性能;当碱式碳酸镍的用量为0.5wt%时,复合材料的极限氧指数为28.5,达到UL-94垂直燃烧V-0级别。La2O3配合MP/PER阻燃剂阻燃OBC,具有良好的协同效果。La2O3用量为1.5wt%时,OBC/MP/PER/La2O3复合材料的极限氧指数为30.0,垂直燃烧达到UL-94的V-0级。EG与MP/PER具有良好的协同阻燃作用,固定阻燃剂的添加量为30wt%,EG的的用量范围为15wt%~18wt%时,阻燃材料能达到UL-94垂直燃烧测试V-0级别,极限氧指数高于28,阻燃效果和力学性能良好。
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