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无卤聚丙稀阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-1-12 13:36:41 |
本文探讨了无卤聚丙稀阻燃剂的配方；并研究了在同向双螺杆挤出机的工艺条件下，Mg(OH)2无卤阻燃剂对聚丙稀各种性能的影响；以及无卤聚丙稀阻燃剂的最终产品性能。实验证明，选用合适的Mg(OH)2无卤阻燃剂，在聚丙稀中添加量达到65%时，无卤阻燃聚丙稀有比较好的性能。
聚丙稀（PP）是一种大量生产可用于各种加工方法的塑料。如注射成型、挤出成型、纤维和薄膜等。它具有很高的耐水性和耐化学性，以及很高的断裂强度，良好的电性能，可广泛适用于各种用途的产品。
而阻燃聚丙稀在电气、电子、建筑和汽车等行业用途十分广泛。如建筑业的楼板面层、管道、框架和成卷塑料都希望是阻燃的；家电行业的电器件也都要求阻燃塑料。而过去传统用的含卤阻燃剂，虽然可以达到阻燃效果，但由于燃烧时放出大量的有毒气体，很不适用于公共场所的使用。因此当前对卤素含量较低或不含卤素的阻燃聚丙稀要求与日俱增。目前使用无卤阻燃聚丙稀的例子有：汽车哟用电缆、波型管道、屋顶材料、层面板、地板材料、家用电器塑料件、壁板等。
本文就无卤聚丙稀阻燃剂氢氧化镁（Mg(OH)2）在聚丙稀中的使用做了一些研究。高纯度Mg(OH)2是一种无毒不危害环境的无卤素阻燃剂。其阻燃机理主要是，这种物质遇热分解成氧化镁（MgO）和水蒸气。
我们在实验中选用了氢氧化镁无卤素阻燃剂MAGNIFIN H5 MV，它的主要成分Mg(OH)2占99.8%，其它氧化物小于0.2%。这种阻燃剂经表面处理很适合于PP，可显著提高材料的物理性能和流动性。
实验主要原材料：聚丙稀（PP）；氢氧化镁（Mg(OH)2）；氢氧化镁MAGNIFIN H5MV ；十溴阻燃剂；三氧化二锑；改性剂；抗氧剂；润滑剂。
实验仪器与设备：挤出机ZC—65；注塑机；高速混合机；万能实验机WSM—2000；冲击机XJD；融熔指数仪；水平垂直燃烧仪CZF—型；氧指数仪；制样机。
工艺流程：（聚丙稀+阻燃剂+助剂）→混合→双螺杆挤出机→冷却水槽→吹风机→切粒机→成品→检验
工艺条件：挤出温度200℃—240℃；螺杆转速300转/分；注射温度180℃--—200℃
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接热法和三氯化磷冷法磷 ，将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯，继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。
Mg(OH)2对聚丙稀氧指数的影响氧指数是衡量塑料阻燃材料阻燃性的一个重要指标。氧指数是指材料燃烧时所必须的极限氧含量，氧指数越大，材料的阻燃性越好，反之阻燃性不好。如下图1为Mg(OH)2对聚丙稀氧指数的影响。从图中可以看出，随着Mg(OH)2含量的增加，聚丙稀氧指数也随着增大。
当Mg(OH)2含量过50%，聚丙稀的氧指数快速增加；当Mg(OH)2含量达到65%，聚丙稀的氧指数为30；Mg(OH)2含量在50%以下氧指数增加不大。
Mg(OH)2无卤阻燃剂对聚丙稀的拉伸强度有一定的影响。随着聚丙稀中Mg(OH)2无卤阻燃剂含量的增加，聚丙稀阻燃料的拉伸强度有所下降。当Mg(OH)2含量增加到65%时，聚丙稀阻燃料的拉伸强度由32MPa下降至23MPa。这种下降主要是由于Mg(OH)2的加入降低了聚丙稀塑料的分子间力，导致最终产品拉伸强度的下降。
Mg(OH)2对聚丙稀缺口冲击强度的影响比较明显。随着Mg(OH)2含量的增加，聚丙稀缺口冲击强度快速下降。当Mg(OH)2含量达到60%时，聚丙稀缺口冲击强度下降了近60%。由280J/M下降到110J/M。下降幅度是比较大的。当聚丙稀阻燃材料对冲击性能要求高时，可通过加入聚丙稀增韧剂来弥补。
Mg(OH)2的加入对聚丙稀的断裂伸长率影响很大。特别是未进行表面处理的Mg(OH)2，当Mg(OH)2含量达到60%时，聚丙稀断裂伸长率可下降到1%—2%。表面处理的Mg(OH)2含量达到60%时，可使聚丙稀断裂伸长率达到原值的70%以上。
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