Page 71 - 《橡塑技术与装备》2024年1期

工艺与设备 李磊 等·高效膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理

高效膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的

阻燃机理

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李磊 ，周俊 2
(1. 苏州俄邦工程塑胶有限公司，江苏 苏州 215021 ；
2. 国材（苏州）新材料科技有限公司，江苏 苏州 215021)

摘要 ： 本文采用多聚磷酸铵 (APP) 、实验室自制三嗪系成炭 (CFA) ，聚丙烯（PP 3080）调整相应比例，采用熔融共混挤
出法制备了三元复合材料无卤阻燃聚丙烯，并研究了固定 APP 和 CAF 比例为 3:1 作为复合阻燃剂的前提条件下，分别按照复合
阻燃剂和聚丙烯（PP 3080）以 20:80、24:76、28:72、32:68 的比例制成的三元复合材料对阻燃性能的影响。结果表明，在三
元复合阻燃 PP 体系中，复合阻燃剂添加当加入 24%( 质量分数 ) 时，与原料 PP 相比，PHRR、av-EHC、av-SEA 分别降低了
72.3%、23.4%、44.5%，TPHRR 是原料 PP 的 1.89 倍，呈现出优异的阻燃效果。
关键词 ： 聚磷酸铵 ；三秦成炭剂 ；聚丙烯 ；阻燃机理
中图分类号 ： TQ335.14 文章编号 ： 1009-797X(2024)01-0025-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.01.006

聚丙烯 (PP) 作为一种常用的塑料，在汽车、小家 真空烘箱，DGF25003C 重庆恒大仪器干燥厂。
电、纺织、快速消费品、建筑等行业得到广泛应用 [1] 。 1.2 试样制备
然而，由于它的易燃性，近些年来火灾事故频发，对 APP 经过表面处理后与 CFA 以 3:1 的比例混合
人们的生命安全和财产造成了巨大的损害，因此对聚 均匀后作为阻燃剂，APP/CFA(3/1)与 PP 以 20:80、
丙烯 PP 的阻燃性能越来越受到社会的广泛关注。随着 24:76、28:72、32:68 的 比 例在 高 速 混 合 机中 混 合
人们环保和安全意识的逐渐提高，绿色环保、高效的 5~10 min，然后加入一定量的其他助剂通过双螺杆挤
无卤阻燃剂已成为阻燃 PP 的发展趋势 [2~3] 。本研究采 出机熔融共混挤出、造粒，挤出温度控制在 170~190
用聚磷酸铵 (APP) 和实验室合成的三嗪成炭剂 (CFA) ℃之间，将挤出的塑料粒子放入鼓风烘箱中 120 ℃条
作为膨胀型阻燃剂来阻燃 PP，在前期已取得了良好的 件下干燥 2Hr。试样分别记作 PP/APP/CFA20、PP/
阻燃性能和综合力学性能 [4] 。本文主要通过锥形量热 APP/CFA24、PP/APP/CFA28、PP/APP/CFA32。
法、热重法、红外分析等手段研究了 APP 与 CFA 复 1.3 性能测试
合阻燃 PP 的阻燃机理。 （1）热稳定性分析
热重分析 (TGA) 空气氛围下，将 5~10 mg 的试
1 实验部分 样在热重分析仪上进行热重分析，分析温度范围为
1.1 主要原料和设备 30~700 ℃，升温速率 10 ℃ /min。

PP，3080，台塑聚丙烯（宁波）有限公司 ； （2）锥形量热法 (CONE) 测试 ： 按照 ISO
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APP, 聚合度＞ 2000，浙江传化合成材料有限公 5660-1 测试。热辐射功率为 35 kW/m ；试样尺寸为
司； 100 mm×100 mm×3 mm ；仪 器 ： FTT0007 型锥形量
三嗪成炭剂 CFA，实验室合成 ； 热仪，英国 FTT 公司。
PTFE，大金氟化工（中国）有限公司 ； （3）成炭形态观察
抗氧剂，168、1010，西尼尔化工科技有限公司 ；
双螺杆挤出机 ,SHJ36 南京诚盟化工机械有限公 作者简介 ：李磊（1985-）, 男，中级职称、硕士研究生、
司； 主要研究高分子先进复合材料的共混改性。
收稿日期 ：2023-07-27

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