SiO2和Al2O3对PP/APP/PER膨胀阻燃体系的协同作用

杜建新，郝建薇，王建祺(北京理工大学化工与材料学院国家阻燃材料研究实验室，北京100081)

摘要：

聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇(PP/APP/PER)是一典型的无卤膨胀体系，文中结合氧指数(LOI)及热失重分析(TGA)实验配合锥形量热仪(CONE)研究了SiO2和Al2O3对该膨胀体系阻燃、抑烟的协同作用。与文献[1]的比较表明，不具有分子筛笼形结构的SiO2或Al2O3同样也具有促进PP/APP/PER体系凝缩相快速成灰、稳定炭层、降低热释放及烟释放的作用；说明硅铝酸盐的物理结构不是影响膨胀阻燃协同作用的主要因素。

关键词：锥形量热仪；聚丙烯；膨胀阻燃剂；二氧化硅；三氧化二铝

中图分类号：TQ325.1+4 文献标识码：A 文章编号：1000-7555(2004)01-0165-03

第20卷第1期《高分子材料科学与工程》2004年1月
 

SiO2和Al2O3添加量对PP/APP/PER体系热释放速率(HRR)的影响

前 言

由于含卤阻燃聚合物燃烧时对环境产生的二次污染，后果严重。因而促进了无卤阻燃聚合物的长足发展。进入20世纪80年代无卤膨胀阻燃聚合物体系更显示了良好的应用前景。相比之下，无卤膨胀阻燃剂的添加量较含卤体系大，导致材料的使用性能有所下降。协同剂的研究与开发被认为是解决这一问题的有效途径之一。法国Bourbigot[1]在解释分子筛型硅铝酸盐对PP/APP/PER体系的阻燃协同效果时曾提出：“只有具有分子筛型结构的硅铝酸盐才能奏效”的论点。

本系列实验[2]表明情况并非完全如此。本文通过锥型量热仪(CONE)及极限氧指数(LOI)的测定，分别对以SiO2和Al2O3作为PP/APP/PER膨胀体系的协同剂进行了研究。

1 实验部分

1.1 膨胀阻燃剂(IFR)的加工

将APP(Hostaflam AP Hoechst公司产品)与PER(分析纯，北京通州区化工厂产品)按3∶1混合，(APP+PER)与SiO2或Al2O3按29∶1、28∶2、26∶4充分混合。

1.2 膨胀阻燃PP样品的制备

将粒状PP(北京燕山石化总公司产品)70%，IFR 30%，酚类抗氧剂(1010、1076，北京化工三厂) 0.3%在双辊塑炼机上于165℃~170℃混炼7 min后下片，然后经硫化机170℃压制成(3±0.1) mm厚的片材，分别切成尺寸为3 mm×6.5 mm×100 mm及3 mm×100mm×100 mm的样品供LOI及CONE测试用。

1.3 CONE实验

使用英国PL公司锥形量热仪(StantonRedcroft)，按ASTM E1354标准进行实验。样品水平放置，热辐照功率50 kW/m2(约775℃)。数据及曲线由CONE专用软件及EXCEL7.0软件处理。

1.4 TGA实验

使用Du Pont2000热分析仪取得本实验数据。程序升温速率10℃/min，加热范围50℃~650℃，N2气流速40 mL/min，样品质量范围4 mg~6 mg。


 

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