【摘 要】
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目前,塑料的阻燃技术主要向低卤,无卤阻燃方向发展,其方法是以添加安全、无毒、无害的环保型无机阻燃剂为主,多数选择金属氢氧化物,其中以氢氧化铝、氢氧化镁为最多。氢氧化铝和氢
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目前,塑料的阻燃技术主要向低卤,无卤阻燃方向发展,其方法是以添加安全、无毒、无害的环保型无机阻燃剂为主,多数选择金属氢氧化物,其中以氢氧化铝、氢氧化镁为最多。氢氧化铝和氢氧化镁都具有热稳定性能好、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小等特点,是低卤、无卤阻燃体系的主要品种。
鉴于氢氧化镁(Mg(OH)2)分解温度较高,成本较低等优点,首先选用Mg(OH)2作为PA6的主阻燃剂,同时配合间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)协同阻燃。研究结果表明,Mg(OH)2的添加量对PA6的力学性能有非常大的影响,添加60%的Mg(OH)2才能达到理想的阻燃效果。通过实验表明,采用50wt%的Mg(OH)2添加量,5wt%RDP,材料的极限氧指数(LOI)为47.0%,并且通过UL94 V-0级阻燃性测试。研究结果还表明,作为辅助阻燃剂RDP的加入不仅能协同Mg(OH)2的阻燃性,还起到一定的润滑作用,改善PA6复合材料的加工性能。通过SEM分析得知RDP的加入使体系中阻燃剂Mg(OH)2的分布更均匀,Mg(OH)2与体系的相容性得到改善,在燃烧时形成更加致密的阻隔层,增强阻燃效果更好。
为了进一步改善材料的力学性能,将经过表面处理过的2:1质量比的氢氧化铝(ATH)与氢氧化镁混合物(AMH)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-MAH)共混挤出,然后再与聚酰胺6(PA6)共混第二次挤出即母料法制备PA6/AMH/PE三元复合材料。研究发现,当PA6/AMH/PE三者质量比为50/30/20时,复合体系通过了垂直燃烧UL94 V-0@3.2mm级,LOI为41.0%,冲击韧性较具有同样阻燃性能的PA6/AMH二元体系提高了1倍,各组分一次性挤出则阻燃性能较差。采用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜配X射线能谱仪(SEM/EDX)对PA6/AMH/PE三元体系的阻燃机理进行了探讨,发现母料法体系界面作用力强,燃烧炭层致密,残炭率高,炭层中存在浓缩的阻燃元素磷和硅。
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