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橡胶协同复配阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-7 20:12:30
橡胶协同复配阻燃剂方面,贺春江等人研究了炭黑、红磷和硼酸锌分别和Mg(OH)2复配使用对HTV硅橡胶的协同阻燃效果。

橡胶协同复配阻燃剂研究结果表明,与单独添加Mg(OH)2的阻燃硅橡胶相比,添加炭黑/Mg(OH)2的阻燃硅橡胶的氧指数增大;炭黑/Mg(OH)2的协同阻燃效果明显优于红磷/Mg(OH)2和硼酸锌/Mg(OH)2,添加炭黑有助于提高Mg(OH)2阻燃硅橡胶的燃烧成炭率和质量保持率。

亢庆卫等人研究了Al(OH)3/三氧化二锑并用和AI(OH)3/三氧化钼并用对HTV硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响。橡胶协同复配阻燃剂研究结果表明,当Al(OH)3/三氧化二锑的用量之和为50份时,硅橡胶的氧指数值为31%,具有良好的阻燃性及优异的拉伸强度(6.3MPa);A1(OH)3/三氧化钼并用可使HrⅣ硅橡胶燃烧时的发烟量达到A级。

艾国金等人发现,Mg(OH)2/A1(OH)3的用量之和为30份时,单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶具有阻燃性;Mg(OH)2与A1(OH)3,的质量比为1:4时,其阻燃效果最佳。另外,詹学贵研究了A1(OH)3/铂络合物阻燃剂并用对HTV硅橡胶阻燃性的影响。当100份硅橡胶中添加80份A1(OH)3、铂配合物的质量分数仅为1.2×10-6时,硅橡胶的垂直燃烧等级已达到FV-0级。

添加成炭或促进成炭型阻燃剂的阻燃硅橡胶成炭型阻燃剂包括添加物本身形成炭化层和添加物促进高聚物形成炭化层两种情况。形成的多孔炭化层隔热、隔氧,又可阻止可燃气体进入气相。这种凝聚相阻燃的作用可在固相中延缓并阻止材料的热分解。该类阻燃剂主要有:膨胀型阻燃剂、硼系阻燃剂和三嗪系阻燃剂。

添加6o份有机硅改性Mg(OH)2时,硅橡胶的极限氧指数达到36%,且Mg(OH)2在硅橡胶中分散得较均匀,界面结合紧密,孔洞较少。

添加膨胀型阻燃剂的阻燃硅橡胶膨胀型阻燃剂通常由炭源(如多羟基化合物--季戊四醇)、酸源(如聚磷酸铵)和发泡源(如三聚氰胺)3部分组成。在较低温度下酸源受热产生能酯化多元醇和作为脱水剂的酸;在稍高于释放酸的温度下,体系中的胺催化酸与多元醇发生酯化反应;反应生成的水蒸气和气源产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,同时多元醇和酯脱水碳化形成无机物和碳残渣,且体系进一步膨胀发泡。


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反应完成后体系胶化和固化形成坚韧多孔的泡沫炭质层。该炭层可吸附在燃烧的表面,既阻挡热量和氧气的进人,又可阻挡小分子可燃气体的逸出,从而有效阻止流涎造成的火焰蔓延。

杜春毅等人研究了HTV硅橡胶/三聚氰胺磷酸盐(MP)、HTV硅橡胶/三聚氰胺磷酸盐(MP)/季戊四醇(PER)复合体系的阻燃性能和热分解特性。

结果表明,MP的添加量达到40份时,HTV硅橡胶表现出良好的阻燃性能;与HTV硅橡胶/MP体系相比,在阻燃剂总量相同的情况下,HTV硅橡胶/MP/PER体系的阻燃性能有所降低。窦网琪等人以α,ε-二羟基聚二甲基硅氧烷为基体,Al(OH)3/MP为阻燃剂,制得无卤阻燃RTV-1硅橡胶。

研究发现,A1(OH)3和MP各为3O份时,硅橡胶具有极好的膨胀性、热稳定性和良好的阻燃性。郭建华等人使用季戊四醇、季戊四醇二聚体和/或季戊四醇三聚体为炭源,三聚氰胺、双氰胺和/或密胺为发泡源,聚磷酸铵、磷酸或聚磷酸盐的一种或多种为酸源制备了膨胀型HTv硅橡胶。硅橡胶的阻燃性能达到UL94V-0级,且力学性能优良。

添加硼系阻燃剂的阻燃硅橡胶硼系阻燃剂的代表是硼酸锌,它是一种有效、多功能阻燃剂、抑烟剂。硼酸锌的阻燃作用:一是能形成玻璃态的膨胀涂层;二是能促进成炭;三是能阻碍可燃性挥发物的逸出;四是能在高温下脱水,具有吸热、发泡及冲稀可燃物的作用。硼酸锌还可以与其它金属化合物在材料表面形成熔融的硼酸盐隔离层并形成硼酸盐骨架。如果阻燃体系中含Al(OH)3,高温下硼酸锌能形成作为传热和传质壁垒的多孔陶瓷层。

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