王炎祥,張立群,2,李紅霞,梁文利,田 明,2*
(1.北京化工大學碳纖維及功能高分子教育部重點實驗室,北京100029;2.北京市新型高分子材料制備與加工重點實驗室,北京100029)
膨脹型阻燃劑阻燃PP/SBS/POE共混物的性能研究
王炎祥1,張立群1,2,李紅霞1,梁文利1,田 明1,2*
(1.北京化工大學碳纖維及功能高分子教育部重點實驗室,北京100029;2.北京市新型高分子材料制備與加工重點實驗室,北京100029)
研究了聚磷酸胺類膨脹型阻燃劑(AP)和磷酸酯膨脹型阻燃劑(NP)的用量對聚丙烯(PP)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混體系的力學性能、燃燒性能和遇水抗析出性能的影響。探討了阻燃劑的析出機理,并從耐電壓方面分析其在電線電纜領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。結(jié)果表明,NP具有更高的分解溫度和殘?zhí)柯省P與NP分別加入到PP/SBS/POE共混體系中,共混物的拉伸強度和斷裂伸長率都降低,但阻燃性能提高。在相同添加量下,NP阻燃的共混物的拉伸強度和氧指數(shù)更高,而AP更能促進共混物成炭。AP和NP在熱水浸泡過程中都會析出,析出過程是由表層向內(nèi)部逐步析出的過程,析出量隨著浸泡時間延長而增加。在相同的浸泡時間下,NP體系的析出量更小。浸泡后的共混物的力學性能和阻燃性能都下降。
聚丙烯;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物;乙烯-辛烯共聚物;膨脹型阻燃劑
相比聚乙烯,PP具有更高的拉伸強度、耐熱性和優(yōu)異的耐磨性和耐彎折性能,適合制作耐溫等級更高的電纜絕緣材料。但由于 PP硬度高、柔韌性差,在電纜行業(yè)的應(yīng)用受到極大的限制,通過與彈性體(如聚烯烴彈性體、乙丙橡膠、SBS等)共混的方法可以明顯提高其柔韌性和沖擊強度[1-2]。PP屬烯烴聚合物,非常容易燃燒,而且燃燒時產(chǎn)生大量的熔滴、黑煙,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?不易熄滅,如何提高其阻燃性能和抗熔滴性能是PP在電纜行業(yè)應(yīng)用的主要問題。傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑在添加量較少的情況下,能夠有效地改善PP的阻燃性能[3-4],但受制于環(huán)保因素而應(yīng)用有限。隨著全球無鹵阻燃的發(fā)展趨勢,氫氧化鎂、氫氧化鋁、膨脹阻燃劑(IFR)等無鹵阻燃劑因具有低發(fā)煙量、無毒、環(huán)保特點而得到迅速發(fā)展[4]。本文研究了聚磷酸胺類膨脹型阻燃劑(AP)和磷酸酯膨脹型阻燃劑(NP)的用量對PP/SBS/POE共混體系的力學性能、燃燒性能和遇水抗析出性能的影響,探討了阻燃劑的析出機理,并從耐電壓方面分析兩種阻燃劑在電線電纜領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。
PP,K1008,中石化北京燕化石油化工股份有限公司;
SBS,1155,日本殼牌公司;
POE,8180,美國杜邦公司;
聚磷酸銨類膨脹型阻燃劑,AP,市售;
磷酸酯類膨脹型阻燃劑,NP,市售;
其他助劑市售。
雙輥開煉機,SK-160B,上海橡膠機械制造廠;
平板硫化機,XQLB-350,上海橡膠機械制造廠;
拉力試驗機,XLL-250,廣州材料試驗機廠;
氧指數(shù)測定儀,JF-3,江寧縣分析儀器廠;
水平垂直燃燒測定儀,CZF-3,江寧縣分析儀器廠;
掃描電鏡(SEM),5250-H l,英國劍橋公司;
熱重分析儀,STARE system,瑞士 M ETTLERTOLEDO公司;
傅里葉變換紅外光譜儀,TENSOR 27,德國BRU KER公司;
耐壓測試儀,ET2671A,南京恩泰電子儀器廠。
按配方將 PP、SBS、POE及其他助劑準確稱量,在雙輥開煉機上將物料混煉均勻,輥溫為180℃,混煉時間30 min,然后在180℃的平板硫化機上壓片,制成厚度為2 mm的試樣,進而測試試樣的各種性能;
另將試樣放置于90℃的恒溫水浴中浸泡不同時間,取樣置于80℃烘箱中烘干,直到試樣質(zhì)量不再發(fā)生變化,測試試樣的質(zhì)量變化率、力學性能和阻燃性能,同時將浸泡液放于100℃烘箱干燥,直到水分烘干得到剩余物。
按照 GB/T1040—1992進行拉伸性能測試,拉伸速率為250 mm/min;
水平燃燒:測定試樣長為(125±5)mm、寬為(13±0.3)mm、厚為(3.0±0.2)mm。按照 GB/T 2408—1996,在(23±2) ℃、相對濕度(50±3)%條件下測定;
垂直燃燒:試樣尺寸以及測試條件同水平法;
極限氧指數(shù):測定試樣長為70~150 mm、寬為(6.5士 0.5)mm、厚為 (3士 0.25)mm。按GB/T2406—1993,在環(huán)境溫度 10~35 ℃、相對濕度45%~75%下測定;
熱失重分析:在氮氣氣氛(流量50 m L/min)下,取大約10 mg的樣品放置于坩鍋中,然后以10℃/m in從室溫加熱到600℃,研究材料隨溫度變化質(zhì)量損失情況;
紅外光譜分析:分別取阻燃劑與浸泡液析出剩余物,與 KBr充分研磨后壓片,在4000~400 cm-1范圍內(nèi)掃描;
掃描電鏡:將未浸泡試樣與浸泡烘干試樣表面噴金處理后,通過SEM觀察試樣的表面形貌特征;
耐壓測試:按 GB/T 2951—1997進行測試。
圖1是AP的紅外譜圖,從圖1的一些特征峰可以大致推斷出AP的復(fù)配成分:3424 cm-1處有羥基的強吸收峰,在897 cm-1處有C—O的吸收峰,764 cm-1處有亞甲基的吸收峰,1143 cm-1處有季戊碳骨架中C—C振動吸收峰,推斷該阻燃劑中可能含有季戊四醇類多元醇類物質(zhì);1074 cm-1處是 P—O對稱伸縮振動吸收峰 ,1442 cm-1和1254 cm-1處是雙鍵伸縮振動吸收峰,在3059 cm-1和 3200 cm-1處有—NH2的強吸收峰,推斷是聚磷酸銨的紅外譜圖特征;在1620 cm-1處有伸縮振動吸收峰,1019 cm-1處有C—N的吸收峰,這種碳氮類物質(zhì)的特征峰可能是三聚氰胺類物質(zhì)。因此可以大致推斷AP可能是傳統(tǒng)的APP復(fù)配多元醇、碳氮類物質(zhì)的傳統(tǒng)膨脹型阻燃劑。
圖1 AP的FTIR譜圖Fig.1 FTIR spectrum of AP
圖2是NP的紅外譜圖,從圖2的一些特征峰也可以大致推斷出 NP的復(fù)配成分:在 468、501、522、592、976、1086、1166、1324 cm-1處是烷基磷酸酯類物質(zhì)的連續(xù)特征吸收峰;在3459 cm-1處有N—H的強吸收峰,在 3104 cm-1處有—N H3+伸縮振動吸收峰,1678 cm-1處有雙鍵的吸收峰,在 1635、1564、1518 cm-1處有碳氮雜苯環(huán)的振動吸收峰,推斷該阻燃劑中可能含有三聚氰胺;3417、3243、912 cm-1處有羥基的強吸收峰。因此,NP可能是烷基磷酸酯類物質(zhì)復(fù)配三聚氰胺,醇類型的膨脹型阻燃劑,是一種較為新型的膨脹型阻燃劑。
圖2 NP的FTIR譜圖Fig.2 FTIR spectrum of NP
圖3是AP和NP的 TG曲線。從圖3可知兩種阻燃劑的熱分解過程與傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑一致,分為4個階段:阻燃劑中含有的少量水分揮發(fā);酸源釋放出無機酸和部分氣體;無機酸與醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng),無機酸對酯化產(chǎn)物進行脫水形成炭層;同時氣源開始大規(guī)模釋放形成泡沫炭質(zhì)層[5]。所不同的是 AP在200℃開始分解,而 NP則有較高的分解溫度,在250℃左右開始分解,阻燃劑的分解溫度應(yīng)高于共混物的加工溫度,PP的加工溫度一般在180~220℃,因此NP更適合PP體系。另一方面,NP在800℃時仍有約39%的殘留物存在,而AP只有28%的殘留物,說明在聚合物不參與成炭的前提下,NP的成炭效果優(yōu)于AP。
圖3 AP和NP的 TG曲線Fig.3 TG curves fo r AP and NP
將NP與AP添加到共混體系中,共混物的性能變化如表1所示。共混物的拉伸強度和斷裂伸長率隨著阻燃劑用量增加而逐漸減小,阻燃劑的用量從20份增加到60份,NP填充的共混物拉伸強度從22.3 M Pa減小到 14.2 M Pa,而 AP體系從 20.4 M Pa減小到13.1 M Pa。PP是一種結(jié)晶聚合物,其力學強度主要由作為類似物理交聯(lián)點的結(jié)晶區(qū)提供,大多數(shù)顆粒狀的阻燃劑由于分散不均勻,影響PP熔融加工后重新結(jié)晶的完整性,產(chǎn)生應(yīng)力集中點,因而共混物的拉伸強度和斷裂伸長率降低。在相同的阻燃劑用量下,NP阻燃體系的拉伸強度比AP阻燃體系要高,斷裂伸長率卻略低。這與阻燃劑和共混物基體間的相容性以及阻燃劑的粒徑有關(guān)。
表1 阻燃劑含量對共混物性能的影響Tab.1 _Effect of contentof retardantson the propertiesof the blends
從表1可以看出,共混物的阻燃性能隨著阻燃劑的添加而逐步變好,氧指數(shù)逐漸增大,熔滴問題得到極大的改善,當阻燃劑添加到30份時,共混物均可以通過UL 94燃燒測試,此時NP阻燃體系的氧指數(shù)可以達到28.4%,AP阻燃體系的氧指數(shù)可以達到24.8%,在相同添加量的情況下,NP阻燃效果優(yōu)于AP;此時NP的阻燃效率為1.55[6],而AP只有0.72,原因可能是共混物的加工溫度與AP分解溫度較為相近,因此在材料的加工過程中AP可能已經(jīng)有少量分解,影響其阻燃效率。
NP和AP阻燃共混物的 TG曲線如圖4所示,從圖4所得的 TG數(shù)據(jù)列于表2。
圖4 AP和NP阻燃共混體系的TG曲線Fig.4 TG curves for AP or NP retarded blends
表2 AP和 NP阻燃體系的TG數(shù)據(jù)Tab.2 TG data for AP or NP retarded blends
由表2可以看出,添加阻燃劑后的共混物的初始分解溫度較未添加阻燃劑的共混物有所提前,原因是NP與AP自身的分解,特別是部分氣源的釋放,導(dǎo)致試樣質(zhì)量的減少。在580℃時,未添加阻燃劑的共混物的殘?zhí)苛繋缀鯙?,而NP與AP阻燃體系的殘?zhí)苛慷伎梢赃_到約19%,一方面說明阻燃體系可以形成大量的炭層,其覆蓋于聚合物基材的表面,有效地阻止了熱和氧的傳遞,阻止和延緩由聚合物熱分解產(chǎn)生的小分子可燃物進入氣相,從而起到顯著的阻燃作用;另一方面,根據(jù)試樣組分計算所得NP和AP阻燃體系的理論殘?zhí)苛縖7]均為10%左右,其與實際殘?zhí)苛?9%存在一定的差別,說明阻燃劑與共混物基體間存在相互作用,特別是含有含氧基的 POE以及含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的SBS可能參與了成炭,但具體的作用機理還有待進一步研究。另外,從圖4和表2可以看出,AP與NP對共混體系的阻燃效果相當,甚至AP的阻燃效果略優(yōu)于NP,其與燃燒、氧指數(shù)實驗以及阻燃劑自身的 TG實驗結(jié)論是相背的,原因一方面可能是 TG實驗數(shù)據(jù)更多地是體現(xiàn)凝聚相阻燃效果,而對于氣相阻燃作用反映較少;另一方面,其恰恰說明相對于NP阻燃體系,AP阻燃體系中高聚物更多地參與了成炭反應(yīng)過程,因此,上述結(jié)論并不矛盾。
取添加60份阻燃劑的試樣進行浸泡析出實驗,試樣經(jīng)過不同的浸泡時間后的質(zhì)量損失情況如圖5所示。
圖5 浸泡時間對不同阻燃體系試樣質(zhì)量損失率的影響Fig.5 Effect of immersed time on themass losing rate of retarded blends
試樣經(jīng)過不同時間的浸泡,其質(zhì)量均有不同程度的損失,浸泡時間越長,試樣的質(zhì)量損失越大,在浸泡前期,試樣的析出溶解速度較快,析出量較大,隨后,析出進入緩沖區(qū),速度開始減緩,在浸泡后期,析出量又開始顯著增加。原因如圖6所示,在析出開始階段,在試樣表面和相近區(qū)域存在裸露的阻燃劑,在浸泡過程中阻燃劑所含的親水成分的溶解以及受水沖刷影響,析出量較大,而內(nèi)部的阻燃劑由于受到樹脂的包覆,向外擴散溶解的阻力較大,自身驅(qū)動力不夠,使得析出過程最初的動力只在表面附近。隨著試樣表層的阻燃劑溶解擴散析出,內(nèi)層和表面層之間有濃度差,析出動力增加,內(nèi)層的阻燃劑也開始向外擴散溶解析出,析出量加大。
圖6 內(nèi)層與表層的阻燃劑受水的沖刷過程Fig.6 Water-worn process of inner and surface retardants
從圖5還可以看出,試樣在經(jīng)過24 h的浸泡后,AP阻燃體系的失重率達到7.23%,而NP阻燃體系的失重率只有4.72%,在相同的浸泡時間下,NP體系的失重率均比AP體系要小,說明在 PP/SBS/POE共混體系中,NP的抗析出性能比AP要好。事實上,試樣的失重與阻燃劑組分的親水性以及水解相關(guān)。對于兩種阻燃劑,紅外光譜已經(jīng)證實醇類物質(zhì)的存在,由于羥基親水性會引起吸潮、遷移析出現(xiàn)象;另外,在AP體系中APP易與季戊四醇類物質(zhì)發(fā)生醇解反應(yīng)[8],同時部分短鏈APP本身也溶于水,形成聚磷酸銨鹽、亞磷酸等物質(zhì);而對于NP體系,其中的烷基磷酸酯類物質(zhì)和三聚氰胺也會有少量發(fā)生水解反應(yīng),形成醇[9]、(亞)磷酸、銨鹽等物質(zhì),這些因素都是導(dǎo)致試樣在浸泡過后發(fā)生質(zhì)量損失的原因所在。對于添加膨脹型阻燃劑的產(chǎn)品,其表面是否有明顯吸潮以及過水后阻燃劑是否發(fā)生大量遷移,將是其是否能夠?qū)嶋H應(yīng)用的評價標準之一。使用90℃的熱水浸泡樣片可以加速該遷移過程,對于在90℃的熱水中,規(guī)定時間內(nèi)阻燃劑遷移多少來評價其是否合格,在后續(xù)的研究中將予以探討。
為了證實試樣的質(zhì)量損失是由于阻燃劑的析出引起的,將浸泡液烘干,得到剩余物質(zhì),對其進行紅外光譜分析,如圖7和圖8所示。
圖7 AP阻燃體系浸泡析出剩余物的FTIR譜圖Fig.7 FTIR spectra of immersed remainders of AP retarded samp les
圖8 NP阻燃體系浸泡析出剩余物的FTIR譜圖Fig.8 FTIR spectra of immersed remainders of NP retarded samp les
從圖7可以看出,不同主要發(fā)生在 3424、2394、1400.7和1751.9 cm-1處。3424 cm-1是 O—H的特征峰,它在析出物譜圖上消失,原因是在純AP中,存在多羥基物質(zhì)作為膨脹型阻燃體系中的碳源,經(jīng)過浸泡后,該物質(zhì)部分溶于水,但經(jīng)過100℃干燥時候有少量揮發(fā),大部分與聚磷酸銨發(fā)生了酯化反應(yīng),在1751.9 cm-1處出現(xiàn)的酯峰證明了這一推斷,故在析出剩余物的紅外光譜圖中并未出現(xiàn)O—H的特征峰;2394 cm-1是亞磷酸離子的特征峰,這是析出物中含有少量水導(dǎo)致APP部分電離形成亞磷酸離子所致;而在1400.7 cm-1處形成的吸收峰是APP遇水形成磷酸銨鹽所致的。通過對比可知,析出物質(zhì)應(yīng)是AP中的各組分,與實驗預(yù)期一致。
從圖8可以看出,不同主要發(fā)生在 2754、2463、1303、1110、1017、967、600、550 和 510 cm-1處。在2754、2463 cm-1處出現(xiàn)的峰是磷酸鹽離子與亞磷酸鹽離子的伸縮振動峰,這是析出物中含有水分導(dǎo)致部分磷酸水解所致;1303、1110、1017、967、600、550 和510 cm-1都是—NH3+和—NH4+的特征吸收峰,由于三聚氰胺的水解,其峰強度比純NP要高。通過對比可知,析出物質(zhì)應(yīng)是NP中的各組分,與實驗預(yù)期一致。
對不同浸泡時間下的60份AP和NP阻燃的PP/SBS/POE共混物進行性能測試,考察浸泡時間對試樣性能的影響,結(jié)果如表3所示。
表3 浸泡時間對試樣性能的影響Tab.3 Effect of immersed time on properties of the samp le s
從表3可以看出,經(jīng)過不同的時間浸泡后,共混物的性能都有所惡化,力學性能均隨著浸泡時間的延長而逐步下降,但下降并不嚴重,原因可能與浸泡時間的長短有關(guān),浸泡時間較短時,試樣表層的阻燃劑大量溶解析出,而內(nèi)部的阻燃劑受到的影響較小,在經(jīng)過干燥后,試樣的表層留有較多的孔洞缺陷,而內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未被破壞,因此共混物的拉伸強度受影響并不大。浸泡24 h后,NP阻燃體系的拉伸強度下降18%,而A P阻燃體系下降19.8%。在阻燃性能方面,試樣經(jīng)過浸泡后阻燃性能下降,其中NP阻燃體系的氧指數(shù)下降到24.2%,但其仍然能通過燃燒測試實驗,而AP阻燃體系的氧指數(shù)下降到23.7%,在浸泡11 h后,試樣已經(jīng)無法通過垂直燃燒測試。
圖9~11為試樣經(jīng)過不同的浸泡時間后其表面的SEM照片。從圖9~11可以看出,同一體系的試樣,經(jīng)過浸泡后,表層的阻燃劑溶解析出形成孔洞,隨著浸泡時間的延長,表層孔洞的數(shù)量越來越多,孔洞越來越大;對于浸泡相同時間的試樣,NP阻燃體系試樣表面孔洞較小,數(shù)量也較少,這與浸泡試樣質(zhì)量損失測試結(jié)果一致。而對于未浸泡試樣,就表面形貌而言,NP阻燃體系試樣表面含有較多的聚集體,粒徑較小,在試樣表面分散較為均勻,與樹脂的界面結(jié)合也較好,這也是在相同含量的試樣中,NP阻燃體系具有更好的力學性能和阻燃性能的根本原因。
圖9 未浸泡試樣表面SEM照片F(xiàn)ig.9 SEM photosof the surface of un-immersed samp les
圖10 浸泡11 h后試樣表面SEM照片F(xiàn)ig.10 SEM photos of the surface of samp les immersed for 11 hours
圖11 浸泡24 h后試樣表面SEM照片F(xiàn)ig.11 SEM photosof the surface of samp les immersed for 24 hours
為考察兩種阻燃劑的應(yīng)用價值,將添加60份阻燃劑的共混物分別進行造粒壓制絕緣電子芯線,制得樣線厚度為0.6 mm,將樣線進行VW-1測試,同時將樣線在空氣中分別放置不同時間后,觀察其表面是否有吸潮現(xiàn)象并進行耐壓試驗測試,如圖12所示。
從圖12可以看出,兩種樣線在放置192 h后表面均未出現(xiàn)吸潮現(xiàn)象,同時樣線均可以通過VW-1測試。對于耐壓試驗,由于樣線是浸泡在水中進行測試的,因此阻燃劑遇水遷移量的多少將極大地影響耐壓試驗結(jié)果。從圖12可以看出,NP阻燃體系的樣線在放置0 h時可以承受5 kV的電壓,放置24 h后可以承受的電壓下降至3 kV,但隨著放置時間的延長,其耐電壓維持在2.8 kV左右,其可以用于制備中壓芯線;而對于AP阻燃體系的樣線,在放置0 h時耐電壓僅2 kV,并且隨著放置時間的延長耐電壓不斷下降,在放置192 h時,其耐電壓僅150 V,無法滿足芯線的國家標準要求,這與前期的浸泡析出試驗結(jié)果是一致的。因此,對耐電壓有特殊要求的電線電纜,AP不適合用作其阻燃劑,而NP則可以。
圖12 放置時間對樣線耐壓測試的影響Fig.12 Effect of deposited time on the voltage operated on the w ires
(1)相對于AP,NP具有更高的分解溫度和殘?zhí)柯?NP在共混物中分散性更好,與基體界面結(jié)合較緊密;
(2)將AP與NP分別加入到 PP/SBS/POE共混體系中,共混物的拉伸強度和斷裂伸長率都降低,在相同添加量下,NP阻燃的共混物下降幅度較小,氧指數(shù)更高,而AP更能促進共混物成炭;
(3)AP和NP在熱水浸泡過程中都會析出,隨著浸泡時間的延長,阻燃劑遇水析出現(xiàn)象嚴重,但析出量與時間呈非線性關(guān)系,析出過程是由表層向內(nèi)部逐步析出的過程,浸泡后的共混物其力學性能和阻燃性能下降。在相同的浸泡時間下,NP阻燃體系的析出量更小,共混物的阻燃性能更好;
(4)添加AP與NP阻燃劑的樣線表面均未出現(xiàn)吸潮現(xiàn)象,且均可以通過VW-1燃燒測試,但NP阻燃體系樣線在放置192 h后耐電壓為2.8 kV,并且維持在一個較穩(wěn)定的水平,而AP阻燃體系樣線的耐電壓僅為150 V,且有繼續(xù)下降的趨勢。
[1] 嚴滿清,劉春華,王海燕,等.PP/EPDM/MOS無鹵阻燃體系阻燃性能的研究[J].合肥工業(yè)大學學報,2007,30(1):91-95.
[2] Laurent C,Laurent F,Eric L,et al.Influence of Talc Physical Properties on the Fire Retarding Behavior of(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer/Magnesium Hydroxide/Talc)Composites[J].Polymer Degradation and Stability,2005,88(3):504-511.
[3] 王建祺,郝建薇.無鹵阻燃聚合物基礎(chǔ)與運用[M].北京:科學出版社,2005:184-185.
[4] Wang Z Z,Qu B J,Fan W C,et al.Combustion Characteristics of Halogen-free Flame-retarded Polyethylene Containing M agnesium Hydroxide and Some Synergists[J].Apply Polymer Science,2001,81:206-210.
[5] 潘勇軍,徐建波,林昌武,等.APP/PER阻燃 SBS/PP共混物的研究[J].塑料工業(yè),2008,(2):59-61.
[6] 鮑治宇,董延茂.膨脹阻燃技術(shù)及應(yīng)用[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)出版社,2003:103-104.
[7] M ichel B,Serge B,M ichel L B.The Origin and Nature of Flame Retardance in Ethylene-vinyl Acetate Copolymers containing Hostaflam AP 750[J].Polymer International,1999,48:264-270.
[8] 駱介禹,駱希明,孫才英.聚磷酸銨及應(yīng)用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006:155-157.
[9] 辛 菲,歐育湘,李秉海.芳香族雙磷酸酯復(fù)配體系阻燃PPO/HIPS的制備與阻燃性能[J].塑料,2007,36(5):49-54.
Properties of Intumescent-flame-retardant Retarded PP/SBS/POE Blends
WANG Yanxiang1,ZHANG Liqun1,2,LIHongxia1,L IANGWenli1,TIAN Ming1,2*
(1.Key Laboratory of Carbon Fiber and Functional Polymers,Ministry of Education,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China;2.The Key Laboratory of Beijing City on Preparation and Processing of Novel Polymer Materials,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China)
The effect of two intumescent flame retardants,ammonium polyphosphate(AP)and phosphate ester(NP),on the mechanical properties,flammability,and anti-water-blooming properties of PP/SBS/POE blends was studied.The kinetics of the retardants blooming was also analyzed.It showed that NP exhibited a higher thermal decomposition temperature and more char residue than AP.A s the retardants increased,mechanical properties of the blends decreased but their flame retardancy were improved.At the same loading amount,the blends with NP showed the higher tensile strength and limited oxygen index.AP inversely promoted the charring of polymermatrix.Part of AP and NPmoved outside from inside after the blends were soaked in heated water.The blooming is a processing that extends from the surface to inside of the samp les.The amount of blooming increased with the soaking time.NP showed the lower amount of blooming at the same soaking time.As to the soaked blends,tensile strength and flame resistance were deteriorated.
polypropylene;styrene-butadiene-styrene block copolymer;ethylene-octene copolymer;intumescent flame retardant
TQ325.1
B
1001-9278(2010)01-0074-07
2009-07-02
北京市教委重點學科建設(shè)基金(SYS100100420)
*聯(lián)系人,tian71402@126.com