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阻燃剂在橡胶中的应用

浏览:457次 发布日期:2020-02-29 字号:  

随着国家对阻燃技术要求力度的加强,我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景,阻燃剂及阻燃高分子材料在减少火灾引起的生命财产损失方面发挥了重要的作用。

我国阻燃剂无论是在品种上还是在数量上都与发达国家存在差距,开发前景广阔,应该提高开发创新能力,推动阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。

下面您介绍阻燃剂在橡胶中的相关知识,希望对您有所帮助。


阻燃橡胶是指具有难燃性及阻燃性的橡胶。橡胶是有机易燃材料,危害安全,故如矿井用橡胶输送带及车船用各种橡胶制品,均要求具有难燃性及阻燃性能。阻燃性的橡胶有:氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯
橡胶、聚氯乙烯改性橡胶和硅橡胶等。将难燃聚合物与易燃橡胶并用可提高阻燃性,如聚氯乙烯与丁腈橡胶并用。提高硫化胶的交联密度也可以提高耐燃性。添加阻燃剂是提高橡胶难燃性的方法。常用的阻燃剂有:氯化石蜡与三氧化二锑相组合、氢氧化铝、硼酸钠、氧化钼和磷酸三甲苯酯等。填料中宜用陶土即高岭土或白炭黑。

 

我们拿三元乙丙橡胶添加阻燃剂做个案例:

三元乙丙橡胶本身易燃,氧指数在18%左右。为了实现阻燃,一般都要加很多阻燃剂,这样一来做出的三元乙丙橡胶硬度会比较大。目前制备无卤阻燃三元乙丙橡胶用的比较多的办法是采用金属氢氧化物阻燃,另一个办法是采用磷氮系阻燃剂阻燃。采用氢氧化物阻燃有很多缺点,金属氢氧化物的添加量比较大,相比之下,用磷氮系的阻燃剂比较容易实现较高的垂直燃烧等级而且添加量相对较少。

我们采用磷氮阻燃剂及氢氧化镁阻燃剂均为无卤阻燃剂在减少烟毒方面做到了很好的环保性,将它应用于无卤阻燃三元乙丙橡胶中,主要研究其同等量的阻燃剂的阻燃效率问题   

试样基本配方 

基本配方(phr,质量份):

配方A : EPDM生胶及油 100,碳黑 30,氢氧化镁阻燃剂 100硫化剂及助交联剂 4.0;

配方BEPDM生胶及油100,碳黑 30磷氮阻燃剂(NT-995)60硫化剂及助交联剂 4.0。

 

A、B阻燃剂对三元乙丙橡胶阻燃性能的影响

 

不同阻燃剂对三元乙丙橡胶阻燃性能的影响如表1所示。从表1可以看出,在填充60份的情况下,无卤磷氮系阻燃剂FRNT995的垂直燃烧等级可以过V0级,氧指数达33%;而填充氢氧化镁的一经点燃就一直燃烧下去,氧指数才25%。分析认为,两个阻燃剂的阻燃效果不一样是和它们的作用机理有关。磷氮系阻燃剂通过在燃烧过程中膨胀发泡、成碳,阻止和终断热交换的原理来实现阻燃。B组样条被烧过后,过火部分表面有很多泡鼓出,样条体积增大。可以看出,60份阻燃剂即可达到V0级。氢氧化镁是通过分解吸收热量的原理来实现阻燃。A组氧指数样条被点燃后烧过的部分从表层向内部开裂、剥离。由于60份氢氧化镁用量太少,吸收的热量有限,这些氢氧化镁不足以阻止燃烧过程,因而A组配方的垂直燃烧及氧指数都很差。

 

表 1不同阻燃剂燃烧性能的比较

测试项目

A

B

垂直燃烧等级

-

V0

LOI

23

30

 

 

 

结论

和氢氧化镁阻燃剂相比,无卤磷氮系阻燃剂FRNT-995具有填充量少,垂直燃烧等级和氧指数高,由于磷氮阻燃剂的阻燃性能优异,如果经过适当配方设计,完全可以用在较高硬度的阻燃三元乙丙橡胶配方中,因为高硬度的阻燃橡胶配方开发难度要比低硬度阻燃橡胶低的多;

 

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