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聚氯乙烯电线电缆阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-13 10:33:31
阻燃电缆所用材料的氧指数越高,阻燃性能越好,但是随着氧指数的提高,就要损失一部分其他性能。如材料的物理性能和工艺性能有所下降,操作困难,同时又使材料成本提高,因此要合理适当地选择氧指数。

一般绝缘材料氧指数达到30,则产品即可通过标准中C类的试验要求,若护套料、填充料都采用阻燃材料,则产品可达到B类和A类要求。聚氯乙烯电线电缆阻燃剂主要分为含卤聚氯乙烯电线电缆阻燃剂和无卤聚氯乙烯电线电缆阻燃剂。

由于在燃烧受热时发生分解放出卤化氢,卤化氢能够捕捉活性自由基HO根,从而使材料的燃烧延缓或熄灭,达到阻燃的目的。常用的含卤阻燃材料有聚氯乙烯、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、乙丙橡胶等材料。

阻燃聚氯乙烯(PVC):由于聚氯乙烯的价格便宜,绝缘性能良好,阻燃性好,被广泛应用在普通阻燃电线电缆中。为提高PVC阻燃性,常在配方中添加卤素阻燃剂(十溴联苯醚)、氯化石蜡和增效阻燃剂来提高聚氯乙烯的阻燃性。

乙丙橡胶(EPDM):是非极性碳氢化合物,具有优良的电气性能,绝缘电阻高,介质损耗小,但是乙丙橡胶是易燃材料,必须减少乙丙橡胶的交联程度,减少分子链断开而产生的低分子量物质,才能提高材料的阻燃性能。随着乙丙橡胶交联度增加,氧指数增大。

例如在配方中加入交胶剂DC(P过氧化二异丙苯),交联助剂TAIC(三丙烯基氰脲酸酯)、HVA—(2N、N间—亚苯基双马酰亚胺)可使氧指数提高10~15。另一种方法,在乙丙橡胶中加入无机阻燃填充剂也可以使氧指数增大。

一般常用的填充剂有A(lOH)3,它们在高温下可以释放结晶水,大量吸收热量而达到阻燃效果。但是大量加入填充剂会使材料的机械性能和电性能下降(如抗张强度和伸长率下降)。因此填充剂不能超过150份。为了获得较好的阻燃性能并保持较高的机械性能,必须适当减少阻燃填充剂而适当增加其他的阻燃剂。



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低烟低卤阻燃材料主要针对聚氯乙烯和氯磺化聚乙烯两种材料而言。在聚氯乙烯的配方中加入CaCO3和A(lOH)3。硼酸锌及MoO3可以减少阻燃聚氯乙烯的HCL释放量和发烟量,从而提高材料阻燃性,减少卤素、酸雾、烟雾的排放量,但可能使氧指数稍有下降。当添加剂用量较大时,也会使材料的机械性能和电性能有所下降。

聚烯烃是无卤材料,由碳氢化合物组成,在燃烧时分解出二氧化碳和水,不产生明显的烟雾和有害气体。聚烯烃主要包括聚乙烯(PE)、乙烯—醋酸烯聚物(E-VA)。这些材料本身并不具有阻燃性,需要添加无机阻燃剂和磷系列阻燃剂,才能加工成实用的无卤阻燃材料,但是,由于非极性物质的分子链上缺乏极性基团具有憎水性,与无机阻燃剂的亲和性能较差,难以牢固的结合。

为了改善聚烯烃的表面活性,可在配方中加入表面活性剂;或者在聚烯烃中混入含有极性基团的聚合物进行共混,从而提高阻燃填充剂的用量,改善材料的机械性能和加工性能,同时获得较好的阻燃性。

随着我国合成树脂工业的快速发展,以及国家对阻燃材料应用的规范化、法制化,对聚磷酸铵的应用和需求将日益增加。聚磷酸铵作为一种重要的无机阻燃剂,在未来几年将会进一步得到发展,开发廉价高效的聚磷酸铵为主的膨胀型阻燃剂的协效剂,可以有效降低聚磷酸铵在基体中的添加量,降低成本,同时降低聚磷酸铵对基体性能的不利影响,进一步扩大聚磷酸铵的应用领域。

尽管对于聚磷酸铵协效剂的应用和机理研究不能从根本上改变聚磷酸铵与树脂的相容性差和其吸湿性问题,但是可以为聚磷酸铵的表面改性以及微胶囊化提供有力的指导,尤其是在制备低水溶性聚磷酸铵的同时,如果能从协效的角度考虑,兼顾聚磷酸铵阻燃性的提高,将对开发新型的聚磷酸铵为主的膨胀型阻燃剂大为有利。


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