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新型阻燃剂水滑石在EVA 复合材料中的燃烧特性和阻燃性能 杜隆超，瞿保钧* 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,高分子科学与工程系,合肥，230026 关键词：水滑石 EVA 无卤阻燃 协效 随着聚合物材料应用领域的不断扩大，由聚合物材料着火引起的重大火灾事 故时有发生，这已引起了人们的普遍关注。传统的聚合物阻燃大都是采用添加含 卤的阻燃剂来实现。这些含卤的阻燃聚合物材料虽然具有优良的阻燃性能，但是 遇到火灾会产生大量的有毒烟雾和腐蚀性的卤化氢气体。据报道，世界上因火灾 事故而死亡的人中，80％以上是因为材料燃烧时散发出的烟雾和毒性气体使人窒 息而死，而无卤阻燃剂，特别是无机氢氧化物阻燃剂具有极好的消烟作用，可以 避免含卤阻燃材料燃烧时所释放出的大量有毒烟雾和腐蚀性气体，成为国际上阻 燃材料的主要发展方向。 氢氧化镁和氢氧化铝阻燃剂是目前国内外无机阻燃剂中应用量最大，发展最 快的两种。水滑石是一类层状无机材料，兼有氢氧化镁和氢氧化铝类似的结构和 组成，受热分解时释放大量水和二氧化碳，并吸收大量热，能降低燃烧体系的温 度；分解释放出的水蒸汽和二氧化碳气体能稀释和阻隔可燃性气体，因此是很有 希望的对环境友好的消烟型无毒无卤阻燃剂新品种。然而，由于天然水滑石在自 然界的分布非常有限，远不如氢氧化镁和氢氧化铝丰富，因此，本文在合成水滑 石的基础上比较选择了与其粒径相同的氢氧化镁和氢氧化铝样品，利用锥板量热 器，氧指数测定仪，热重分析仪等方法研究和比较了水滑石与氢氧化镁和氢氧化 铝在EVA 共聚物中的燃烧特性和阻燃性能，以及它与微胶囊化红磷(MRP)的协同 阻燃效果。 1．EVA/水滑石复合材料的燃烧特性 图1 比较了阻燃剂含量为50 wt％时，EVA 与水滑石，氢氧化镁，氢氧化铝 复合材料的热释放速率 （HRR）。从图中可见，当无机阻燃剂加入后，材料的燃烧 时间明显的延长，最大热释放峰值 （PHRR）也极大的降低，而且燃烧曲线成双峰 * 联系人,E-mail:qubj@ustc.edu.cn 1 分布。比较三种无机阻燃剂的燃烧数据，可以发现，水滑石的阻燃效果最为明显， 2 它与EVA 的复合材料的HRR 最低。氢氧化镁阻燃EVA 的PHRR 为312 KW/m ,氢氧 2 2 化铝的为309 KW/m ，而水滑石的仅为233 KW/m 。 700 EVA 600 hydrotalcite 50 wt% magnesium hydroxide 50 wt% 500 aluminum hydroxide 50 wt% ) 400 2 m / W 300 k ( R 200 R H 100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Time (s) Fig. 1. HRRs versus buring time for pure EVA and hydrotalcite, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide/ EVA composites with 50wt% loading. 2．EVA/水滑石复合材料的热重行为 图2 比较了水滑石，氢氧化镁，