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当以氢氧化镁阻燃PP时

日期:2019-05-25 16:26

  法国时间4月15日下午6点50分左右,拥有850年历史的巴黎圣母院突遭大火。巴黎圣母院近年来正在整修,预计整修持续到2022年。有猜测称,此次着火起因可能是脚手架着火。

  在安全和环境保护意识深入人心的今天,采用阻燃材料是防止和减少火灾的战略性措施之一,并且对材料的阻燃性和其他性能要求也越来越高。对于聚合物的阻燃而言,无毒、低成本的矿物材料是使用量最大的阻燃材料。

  阻燃矿物材料是以天然矿物为基础加工出来的阻燃剂,一般可分为普通矿物类(氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐等)、粘土矿物类、可膨胀石墨等。常见的有氢氧化镁、氢氧化铝、有机膨润土、可膨胀石墨等。

  氢氧化镁作为高聚物基复合材料的阻燃填料,其生产原料主要有水镁石、菱镁矿、白云岩以及海水、盐湖卤水、地下卤水等。

  氢氧化铝阻燃剂除具有阻燃作用外,还可降低发烟量、不产生滴下物、不产生有毒气体,且价格便宜。用于生产氢氧化铝的原料有很多,比如铝加工厂的废料和铝屑、钾明矾、高岭土、煤矸石、二氯化铝等。

  近年来,对有机膨润土阻燃性能的应用越来越广泛,有机膨润土可直接用为塑料和橡胶填料,能以纳米尺度分散于基材中,有时也与传统阻燃剂共同使用,能提高材料的阻燃性及其他一系列性能,并降低阻燃剂的用量。

  可膨胀石墨是由天然鳞片石墨经化学处理而形成的特殊的石墨层间化合物,是一种新型的无卤物理膨胀型阻燃剂,其自身在火灾中的热释放率很低,质量损失很小,产生的烟气很少,符合环保的要求,可作为膨胀体系的协同增效剂及阻燃剂来制备无卤、低烟、低毒、理化性能及防火性能均更佳的新型膨胀型阻燃产品。

  现实生活中,塑料、橡胶等有机聚合物制品是应用最为广泛的材料,为了达到无卤、环保、阻燃的目的,阻燃矿物材料就成了聚合物阻燃的首选。

  PP的阻燃一般都采用添加阻燃剂法,常用的添加型阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁等。

  同PP的阻燃处理方式一样,对PE进行阻燃处理的方法主要也是通过添加氢氧化铝、氢氧化镁等阻燃剂的方法。

  聚氯乙烯的阻燃主要是针对软PVC阻燃而言,最常用的方法还是采用添加阻燃剂的方法。无机矿物填料,特别是氢氧化铝和氢氧化镁,对软PVC都有很好的阻燃效果。这些阻燃填料具有无毒、不挥发、热稳定性好、不产生腐蚀有毒气体等优点,其中氢氧化铝和硼酸锌等具有明显的抑烟作用。

  无机阻燃矿物材料因其无毒环保性能成为目前阻燃电线电缆料的最佳选择。如PVC电缆料最常用的无机矿物阻燃剂是金属氢氧化物如氢氧化铝和氢氧化镁等。

  目前橡胶阻燃化的主要手段仍是添加各类阻燃剂和各类阻燃填料对橡胶进行阻燃改性,氢氧化铝和氢氧化镁等在阻燃橡胶工业上正获得应用。

  对于聚酯纤维、聚丙烯腈纶纤维、聚烯烃纤维等纤维的阻燃改性而言,氢氧化铝、氢氧化镁不仅可以起到阻燃作用,而且可以起到填充作用。

  对阻燃矿物材料的性能要求主要考虑到两个方面:一方面是阻燃矿物材料需要产生基本阻燃效果所需的条件;另一方面是要确保优良的聚合物加工和成品具有足够的机械和美学特性所需的那些条件。

  经超细粉碎后的阻燃矿物材料,容易团聚,且与高聚物之间的相容性较差,再加上其填充量较大,这对制品的加工和力学性能都会产生不利的影响,必须要进行表面改性。

  氢氧化铝和氢氧化镁等无机矿物阻燃剂一般需要50%~60%的添加量才能达到较好的阻燃效果,但这对聚合物性能的负面影响太大。

  例如,当以氢氧化镁阻燃PP时,为使材料达到UL 94 V-0阻燃级,如果不经改性直接用量60%~70%,制品的力学性能会明显恶化。如果加以表面改性,同样添加高比例的氢氧化镁,此时PP却可以获得良好的加工性能及物理机械性能。这正是矿物材料需要进行改性的必要性。

  参考资料:《阻燃矿物材料加工与应用》,作者:杜高翔、张泽朋、梅乐夫返回搜狐,查看更多