新型无卤阻燃添加剂有机纳米蒙脱土经过近二十年的研究.doc

新型无卤阻燃添加剂有机纳米蒙脱土经过近二十年的研究，已开始大规模地应用于生产。通过聚合反应或熔融共混方法，在聚合物中添加1-5％左右有机蒙脱土生产出的纳米复合材料，在保持材料原有加工性、密度的条件下，可大幅、全面提高聚合物的性能，这些性能包括机械性能、热学性能以及阻隔性能等，与此同时复合材料的阻燃性能也有较大幅度的提高。本文着重介绍一下有机纳米蒙脱土在阻燃方面的性能及应用。 加入蒙脱土的纳米复合材料(没有添加阻燃剂)在燃烧时具有以下特征：难点燃，火焰小、燃烧慢、无熔滴、烟雾少。左图是燃烧过程对比图，从图中可以看出，经过相同的燃烧时间，纯聚合物燃烧的消耗量要远远大于纳米复合材料，同时出现严重的溶滴现象，反观纳米复合材料则明显具有上述特征，具有良好的阻燃效果。 进一步的观察可以看出，在燃烧过程中纳米复合材料具有非常好的成炭性，正是由于具有出色的成炭性，使得蒙脱土具有较好的阻燃性能。通过观察，普通树脂和纳米复合材料在加热、点燃时都会形成炭层，但是在燃烧过程中普通树脂形成的炭层较薄、较疏松，随着燃烧过程的延续该炭层会很快破碎、消失；纳米复合材料在燃烧初期生成的炭层，在燃烧过程不仅不会破碎，随着燃烧过程的继续，反而得到进一步加强。纳米复合材料在燃烧过程中形成的炭层结构具有阻隔作用和增强作用，在聚合物表面形成非常好的隔绝作用，有效减少聚合物挥发性物质的产生、减少可燃物质的数量，从而抑制了聚合物的热裂解和燃烧。由于纳米复合材料在燃烧初期就能够快速生成具有一定强度的炭层，这对于提高材料的阻燃性能更加有效。 热释放率是衡量阻燃材料性能一个重要的指标。有机蒙脱土的加入能有效降低聚合物的热释放率。加入5％蒙脱土的EVA纳米复合材料的最高热释放率下降了47％ 同样的情况也发生在尼龙6和聚丙烯纳米复合材料上。???? ATH/EVA/蒙脱土复合材料的热释放率峰值为100 kW/m2 ，而ATH/EVA 复合材料的热释放率的峰值为200 kW/m2 ，若ATH/EVA 复合材料要达到100 kW/m2 的热释放率峰值，则ATH的添加量要达到78％；若同样达到200 kW/m2 的热释放率峰值，加入5％蒙脱土的ATH/EVA 材料中ATH的含量可以降到45％。???? 由此可以看出，热释放率的下降不是个别现象，加入了有机蒙脱土的纳米复合材料都具有相同的现象。研究也表明，达到一定添加量后，纳米复合材料的热释放率并不是随着蒙脱土添加量的提高而降低，这进一步说明纳米复合材料的热释放率不是由于蒙脱土本身具有阻燃能力，而是由于蒙脱土与聚合物经过加工产生了特殊的结构(插层和剥离)，随着蒙脱土添加量的增加，这个结构并不会进一步增强，所以热释放率也就不会继续下降，这也说明蒙脱土并不是一种阻燃剂。???? ????????????????????????????? ? ? ? ? ? GE Toshiba Silicones ?? SFR100 硅油混配加工指南 ? ? 产品说明 ????????SFR100 硅油是一种高粘度有机硅混合物，含有线型有机硅液体和可溶于其中的有机硅树脂。最终混合物为无色透明的。本产品是为用于热塑性塑料而特制的。 主要性能特点 ?????? * 无卤素阻燃性 ?????? * 替代锑/卤素阻燃系统 ?????? * 改进了在更低温度下的撞击强度 ?????? * 优秀的电学性能（不导电或优秀的电绝缘性） ?????? * 改进了可操作性 ?????? * 改进了熔化及模塑流动性 SFR100典型产品数据性能 ?????? 硅油合理，％ 100％ ?????? 粘度, 在25oC 200，000 － 900，000 厘泊 ?????? 比重1.00 ????? ?闪点* 202 oC ????? ?外观无色透明液体 ???? ? 保质期（未开罐） 6 个月 ????? ?密度平均8.7 磅/加仑 ????? ?密度平均1.0 克/毫升 ????? ?l????? Pensky-Martens 使用说明 ???????? 在双螺杆挤出机中，采用特定的螺杆块排列顺序，桶温和螺杆转速进行混配可得到最佳结果。由于SFR100 流体的高粘度及高粘性，要制备永久性可自由流动的SFR100 液体，聚丙烯及其它干的配料的预混物是十分困难的。低剪切混合（Hobart 混合机）可生产出能在室温下自动流动数天的粉末。高剪切混合（Henschel 或柔和机）生产出粘性的颗粒状材料，它适用于Banbury 型混合机，但不适用于双螺杆挤出机。最方便的方法是分别在挤出机中加入SFR100 流体—让干的物料在上游混合，当聚丙烯熔融时，混合物粘度均匀后，将SFR100 液体在下游加入。 ? BANBURY 混合 ??????? 由于SFR100 液体的低粘度，若想得到较好的结果，