Page 97 - 《橡塑技术与装备》2024年2期

材料与配方 郑雨欣 等·玻璃粉对陶瓷化 PVC 复合材料性能影响

拉力试验机，10 kN，ZWICK 公司 ；氧指数测定仪
（TTechISO4589），泰思泰克（苏州）检测仪器科技
有限公司 ；体现显微镜（SMZ1500），日本尼康公司 ；
马弗炉（SX₂-2.5-12），龙口市电炉厂 ；压力成型机
（XLB-D），浙江湖州东方机械有限公司 ；双辊开炼
机（160B），上海橡胶机械厂；高速混合机（SHR-10），
青岛德信塑料机械有限公司。
1.3 样品制备
自制玻璃粉 ：硼酸锌与云母粉按质量比 1:1 混合
均匀后取混合物 100 份，氢氧化镁 10 份，氧化镧 3
份和碳酸钠 2 份混匀。
基本配方，PVC 100 ； DOTP 50 ；热稳定剂 5 ；
图 1 玻璃粉用量对 PVC 拉伸性能影响
PE 蜡 1 ；硬脂酸锌 0.5 ；硬脂酸 0.5 ；自制玻璃粉用量
分别为 40 份、50 份、60 份、70 份、80 份。 PVC 材料本身就有较大的硬度，因此添加的玻璃粉的
按配方称量后在 95 ℃高速混合机混合 20 min ； 量越多，陶瓷化 PVC 材料的硬度越高。
混合好的物料在 160 ℃双棍开炼机塑炼均匀下片后再
在温度为 160 ℃，压力 10 MPa 的平板中预热 5 min，
排气 2 次，加压保持 3 min 后冷压 5 min，制备标准
试片。
1.4 性能测试
拉伸性能按 GB/T1040.2—2006 规定进行，采用
1 BA 型试样，试验速度 100 mm/min ；硬度按照 GB/
T2411—2008 标准进行，15 s 读数 ；氧指数按 GB/
T 2406.2—2009 标准进行 ；成瓷性，将 90 mm×10
mm×4 mm 放在 600 ℃马弗炉中烧蚀为 30 min，冷却
至室温观察。

图 2 玻璃粉用量对 PVC 硬度（邵氏 D）影响
2 结果与讨论
2.3 玻璃粉用量对材料极限氧指数的影响
2.1 玻璃粉用量对材料拉伸性能的影响
由图 3 可以看出，随着玻璃粉含量的增加，极限
由图 1 发现，随着玻璃粉含量的增加，陶瓷化
氧指数逐渐增大，当加入 60 份左右的低熔点玻璃粉时，
PVC 复合材料的拉伸强度逐渐降低，在 50~70 份之间
氧指数达到 30%，这是由于玻璃粉是由硼酸锌与云母
下降幅度较缓，整体下降趋势明显 ；断裂拉伸应变随
粉复配而成，将其加入相当于加入无机阻燃剂，能够
着玻璃粉含量的增加显著下降。这是因为玻璃粉是由
降低复合材料中可燃物的含量，提高阻燃效率，复合
粒径为 800 目的云母粉和硼酸锌组成的，随着玻璃粉
材料的氧指数因此逐渐增大。但因为随着玻璃粉含量
用量的增大，在 PVC 基体中分散性逐渐降低，容易团
的增加，在基体材料中分散性变差，同时作为无机阻
聚形成薄弱点，导致分子间作用力降低，从而降低了
燃剂效率也较低，所以材料的氧指数升高不大。
材料的拉伸强度和断裂拉伸应变。
2.4 玻璃粉用量对材料成瓷性能的影响
2.2 玻璃粉用量对材料邵氏 D 硬度的影响
由图 4 可以看出，试样烧结后均形成了带有一定
由图 2 可以看出，随着玻璃粉用量的增加，材料
孔洞的致密性良好的陶瓷体层状结构，而且不会出现
邵氏 D 硬度出现一直增大的情况，玻璃粉含量为 90
塌陷的现象。这是因为在高温下 PVC 聚合物分解，成
份时，硬度（邵氏 D）可达到 44。造成这种变化的原
瓷填料在玻璃粉的作用下瓷化，形成耐高温陶瓷体层
因是玻璃粉作为无机填料，相较于作为基体的陶瓷化

年
2024 第 50 卷 ·43·