無(wú)鹵阻燃彈性體的制備與性能及阻燃機(jī)理研究.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)Casico新概念膨脹型阻燃體系的研究制備及使用氫氧化物、化學(xué)膨脹型阻燃劑對(duì)三元乙丙橡膠(EPDM)進(jìn)行阻燃改性較為系統(tǒng)地研究了橡膠(彈性體)的無(wú)鹵阻燃機(jī)理,揭示了各主要因素對(duì)阻燃彈性體材料性能的影響規(guī)律,為后續(xù)工作提供幫助。
　　 本文研究了無(wú)機(jī)氫氧化物的種類及用量、阻燃協(xié)效劑、炭黑和增塑劑等對(duì)三元乙丙橡膠力學(xué)性能和燃燒特性的影響,并分析了燃燒產(chǎn)物的形貌,揭示了它們?cè)贓PDM燃燒過(guò)程中的作用。結(jié)果表明,氫氧化物吸熱分

2、解脫水是其進(jìn)行阻燃的主要原因;高填充氫氧化物的三元乙丙橡膠適用于制備低煙無(wú)鹵阻燃橡膠材料,但阻燃橡膠的力學(xué)性能較低。阻燃協(xié)效劑(紅磷和硼酸鋅)可有效促進(jìn)成炭,提升材料的阻燃性能,但增大了發(fā)煙量。填充炭黑可大幅提升橡膠材料的力學(xué)性能和輕微改善阻燃性能;填充適量的石蠟油對(duì)橡膠材料的力學(xué)性能沒有明顯影響,但是不利于阻燃,助燃行為突出。通過(guò)該種阻燃技術(shù)所制備的可擠出成型的無(wú)鹵阻燃密封條性能優(yōu)異,最優(yōu)配方可以實(shí)現(xiàn)硬度75±3,拉伸強(qiáng)度接近8MPa

3、,氧指數(shù)大于32％,擠出性能按ASTM D2230分級(jí)系統(tǒng)B評(píng)價(jià)可達(dá)到9A以上。
　　 本論文采用復(fù)合型膨脹阻燃劑NP430對(duì)EPDM進(jìn)行阻燃改性,研究了基體中的外加酸源和外加碳源、阻燃劑NP430、增塑劑石蠟油以及多種補(bǔ)強(qiáng)填料對(duì)EPDM阻燃性能的影響,探討了膨脹阻燃橡膠的機(jī)理。結(jié)果表明,NP430對(duì)EPDM具有很好的阻燃效果,發(fā)煙量很小;外加酸源乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和外加碳源高苯乙烯樹脂(HS)具有更好的協(xié)同阻燃作用

4、。當(dāng)基體中EPDM/EVA/HS的比例為80/8.6/11.4,NP430用量為90phr時(shí),復(fù)合材料的氧指數(shù)可達(dá)47.6％。填充石蠟油不影響燃燒膨脹過(guò)程但會(huì)明顯降低阻燃性能;添加少量甲基丙烯酸鋅(ZDMA)、酚醛樹脂(PF)等有機(jī)補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)膨脹過(guò)程影響很小,而添加炭黑、二氧化硅、碳酸鈣、膨脹石墨等無(wú)機(jī)填料會(huì)導(dǎo)致燃燒產(chǎn)物表面有裂縫從而引起氣體逸出,嚴(yán)重不利于膨脹過(guò)程,無(wú)法實(shí)現(xiàn)阻燃。在橡膠中填充炭黑等無(wú)機(jī)物而不影響膨脹阻燃是制備膨脹型阻燃橡

5、膠最大的問(wèn)題。
　　 本文通過(guò)分析Casico新概念膨脹型阻燃體系在不同溫度下的分解產(chǎn)物研究了Casico阻燃體系的阻燃原理,并且考察了乙烯-丙烯酸酯共聚物、硅橡膠和碳酸鈣等配合劑的種類及用量對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的影響。結(jié)果表明,乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)最適合為作為聚合物基體,生成的離聚物可以增大材料高溫下的熔體黏度;硅橡膠在燃燒過(guò)程中生成硅氧烷小分子與有機(jī)羧酸鈣作用形成硅酸鈣,對(duì)阻燃性能起著關(guān)鍵的作用;而填充二氧化硅、石