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2011年中国阻燃学术年会论文集广东·深圳 APP／HTC复合阻燃聚丙烯材料 韩鑫磊钱立军+ |匕京工离大学材科科学与工程系，北京100048 联系入：qi柚h她国l衄．姐m·010 1引言 聚丙烯作为一种通用塑料被广泛应用，但其本身非常易于燃烧。在对聚丙烯的阻燃改性过程 中，可以采用八溴醚等溴系阻燃剂，但其无卤阻燃改性则面临较大的困难。在当前的研究中，人 们主要通过采用膨胀型阻燃体系对聚丙烯材料进行改性研究，其酸源和气源可以来自聚磷酸铵， 其碳源主要为多羟基化合物如季戊四醇、双季戊四醇等材料， 但多羟基化合物的一个最主要的 缺点就是材料吸水性强，被上述体系改性的聚烯烃容易吸潮而导致电性能等指标明显下降。 在本研究中，通过采用自制的非多羟基化合物成炭剂TCH，并与聚磷酸铵复配，研究了该阻 燃体系对聚丙烯(PP)的阻燃行为和机理。 2实验部分 2-1原科 聚丙烯，昆仑T30S，大庆炼化公司； APp(聚合度1000)，山东世安化工有限公司； 成炭剂TCH。自制i 偶联刺，KH560，分析纯，北京化学试剂公司。 2．2主要设备及仪器 双辊开炼机，SKI60，青岛华青工业集团胶素机械有限公司； 压力成型机．YX(D)-45型，湖北省新洲县轻工机械厂； 氧指数仪，Frr0077，英国兀T公司； 热失重分析仪．Q50001R，美国TA公司； 锥形量热仪，FTr0007，美国TA公司； UL94水平，垂直燃烧试验箱，FTr00$2，英国F1广r公司； 扫描电子显微镜，TESCANVEGAil，捷克TESCAN公司． 11 2011年中国阻燃学术年会论文集广东·深圳 2．3试样制备 将APP／HTC按质量比3：l的比例混合，制备APP／HTC二元阻燃体系，再分别将2l、23、 炼机于1900C下开炼，成型，制备出样条． 2．4性能测试与表征 以200C／min的速率从50．600*C测定材料的热失重； 按照GB／T2406．1993测定样品的氧指数： 按照GB／T2408．2008测定样品的垂直燃烧性能； 按照GB／16172．2006测定样品的锥形量热测试。 3结果与讨论 3．1gaP／HTO／PP体系的氧指数(L00 图l中列出了由APP／HTC复合阻燃聚丙烯材料的LOI值随阻燃剂添加量的变化曲线。从图 中拟合的曲线可以看出，阻燃聚丙烯的LOI值随阻燃剂用量的增加明显增加，从添加2l份的29．5 增加到添加29份的33．5，材料氧指数值提高明显。由于HTC中独特的成炭结构，该部分结构具 有明显APP协效阻燃效应，极大地提高了材料的氧指数值。 零 ￥ o J 圈5．1阻燃PP的极限氯指数 19 2011年中国阻燃学术年会论文集广东·深圳 3．2^PP／HTc／阼体系的热重分析(TG^) 图2是材料的热失重曲线图。从图中可以看出，阻燃体系的热稳定性能良好，材料的初始分 解温度高于3000C，显示了阻燃助剂良好的热稳定性，但材料的残炭产率在阻燃剂用量230／0-270,4 时变化不明显，当阻燃剂用量增加到29％时，材料的残炭产率明显提高达到近30％，表明阻燃体 系成炭性能良好。 苎 与 兰 Temperature(。C) 圈5．2阻燃PP的热失重曲线 3．3uL94测试 表l中列出了阻燃聚丙烯材料的UL94测试结果。从表l中的结果可以看出聚丙烯材料中阻 燃剂含量为21％时，材料的UL94测试无级别。阻燃剂含量继续增加，当阻燃剂含量在23％以上 时，材料的阻燃级别全部达到