無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究

1、無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究聚烯烴類(lèi)高分子材料是一種易燃材料用其制作的電線電纜在高壓、熱源等條件下容易引起火災(zāi)而火焰會(huì)沿著線纜迅速蔓延到整個(gè)線路。鹵系阻燃劑以其添加量少、阻燃效果顯著而得到廣泛應(yīng)用在阻燃聚烯烴領(lǐng)域中曾占有重要地位。但此類(lèi)含鹵阻燃材料在燃燒時(shí)發(fā)煙量大會(huì)產(chǎn)生大量腐蝕性氣體和有毒氣體給滅火、逃離和恢復(fù)工作帶來(lái)很大困難并造成二次危害。因此隨著人們環(huán)保意識(shí)提高、對(duì)阻燃技術(shù)認(rèn)識(shí)的逐漸深入以及相關(guān)法律法規(guī)的出臺(tái)

2、阻燃劑無(wú)鹵化已成為阻燃技術(shù)發(fā)展的主要方向之一無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料也得到了廣泛應(yīng)用。1.樹(shù)脂的選擇樹(shù)脂的選擇無(wú)鹵阻燃電纜料的基體樹(shù)脂一般選用聚烯烴主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙丙橡膠(EPR)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)等。對(duì)于用作電纜材料的高聚物不僅要求具有優(yōu)良的電絕緣性能、耐高(低)溫性能等而且其力學(xué)性能也是非常重要的指標(biāo)要求它們有一定的強(qiáng)度和韌性。由于PE、PP是非極性材料與極性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)阻燃劑溶度參數(shù)相差很大當(dāng)大量無(wú)

3、機(jī)阻燃劑加入后會(huì)使材料的力學(xué)性能下降較多因此需要對(duì)聚烯烴加以改性。通過(guò)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握可以通過(guò)交聯(lián)的方法改變其性能。1.1過(guò)氧化物交聯(lián)法過(guò)氧化物交聯(lián)法是指將過(guò)氧化物加入到高分子材料制品中在適當(dāng)?shù)母邏合陆?jīng)過(guò)一定時(shí)間的高溫加熱使過(guò)氧化物分解進(jìn)而引發(fā)一系列自由基反應(yīng)從而使聚合物產(chǎn)生碳—碳交聯(lián)結(jié)構(gòu)。過(guò)氧化物交聯(lián)法是傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)方法技術(shù)發(fā)展成熟但需要在高溫高壓和專(zhuān)用設(shè)備中長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)能量消耗大生產(chǎn)效率低限制了其使用范圍。1.2硅烷交聯(lián)法硅烷交聯(lián)法指

4、在引發(fā)劑的作用下將硅烷接枝到聚合物的分子鏈上接枝產(chǎn)物在催化劑和水的作用下進(jìn)行水解縮聚最終形成Si—O—Si的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。硅烷交聯(lián)又可分為二步法(Sioplas)、一步法(Monosil)和乙烯基硅烷共聚物法(Visico)三種。該方法設(shè)備投資少生產(chǎn)成本低生產(chǎn)率較高制造工藝具有多功能性適用于厚、薄各種形狀的制品同時(shí)也適用于填充型復(fù)合材料可用于所有密度聚乙烯及其共聚物。1.3輻照交聯(lián)法輻照交聯(lián)法即用電子束或放射性元素產(chǎn)生的高能射線對(duì)聚烯烴進(jìn)行

5、照射其分子鏈被高能射線打斷產(chǎn)生游離自由基兩個(gè)或者幾個(gè)線型大分子自由基重新交叉鏈接起來(lái)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。采用此法交聯(lián)與擠塑分開(kāi)進(jìn)行不受電纜料及電線電纜的加工溫度的影響產(chǎn)品質(zhì)量容易控制生產(chǎn)效率高廢品率低交聯(lián)過(guò)程中不需要另外的自由基引發(fā)劑(如過(guò)氧化物等)2.1.1.3聚磷酸銨聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無(wú)機(jī)阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領(lǐng)域，其外觀為白色粉末，分解溫度256C，聚合度在1020之間為水溶性的，聚合度大于20的難溶于水

6、。APP比有機(jī)阻燃劑價(jià)廉，毒性低，熱穩(wěn)定性好，可單獨(dú)或與其它阻燃劑復(fù)合用于塑料的阻燃。高溫下，APP迅速分解成氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起阻止燃燒的作用。書(shū)2.1.2膨脹型阻燃劑膨脹型阻燃劑膨脹型阻燃劑(IFR)是以C、N、P為核心成分的一類(lèi)阻燃劑主要由三部分組成:碳源(成炭劑)一般為含碳豐富多官能團(tuán)物質(zhì)如淀粉、季戊四醇(PER)及其二縮醇酸源(脫水劑)一般為無(wú)機(jī)酸或在加熱時(shí)能在原位生成酸的鹽類(lèi)如磷酸、聚磷酸銨(A

7、PP)等氣源(發(fā)泡劑)一般多為含氮的多碳化合物如尿素、蜜胺(MEL)、雙氰胺及衍生物。含IFR的高聚物受熱燃燒時(shí)表面生成一層炭質(zhì)泡沫層能隔熱、隔氧、抑煙并能防止熔滴產(chǎn)生膨脹阻燃技術(shù)已成為非常活躍的阻燃研究領(lǐng)域。2.2幾種常見(jiàn)的無(wú)鹵阻燃劑幾種常見(jiàn)的無(wú)鹵阻燃劑2.2.1氫氧化鋁（氫氧化鋁（ATH)氫氧化鋁即水合氧化鋁(ATH)是問(wèn)世最早的無(wú)機(jī)阻燃劑之一目前全球氫氧化鋁占無(wú)機(jī)阻燃劑消費(fèi)量的80%以上是國(guó)際上阻燃劑中用量最大的一種被廣泛應(yīng)用于各

8、種塑料、涂料、聚氨酯、彈性體和橡膠制品中。ATH兼具填充、阻燃、抑煙多重功能其受熱分解反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)吸熱反應(yīng)可降低燃燒時(shí)的溫度反應(yīng)生成的水蒸汽可稀釋可燃?xì)怏w的濃度而且分解產(chǎn)物Al2O3有較高的活性能吸附煙塵顆粒也可附在材料表面形成保護(hù)層。此外其資源豐富價(jià)格便宜無(wú)毒不揮發(fā)不產(chǎn)生二次污染不產(chǎn)生腐蝕性氣體發(fā)煙量少耐腐蝕性好應(yīng)用在高分子材料中可提高材料的紫外線透過(guò)性、介電及耐弧性等性能可改善材料工藝收縮的可控性等被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)高分子材料制品中。