滑石粉基耐高溫復合阻燃劑的制備及應用研究.pdf

1、層狀硅酸鹽/高聚物復合材料由于其良好的力學性能及熱力學穩(wěn)定性，是近年來復合材料領域研究的熱點。滑石粉作為層狀硅酸鹽化合物中的一種，繼承了層狀硅酸鹽表面低活性，低導熱性且高耐熱性的特點，已作為一種優(yōu)秀的填料被廣泛用于各種高分子材料。然而，與多數(shù)層狀硅酸鹽阻燃劑類似，滑石粉在單獨使用時阻燃效率較低，復合材料的極限氧指數(shù)及UL94評級得不到實質(zhì)性提高，限制了其應用范圍。聚磷酸銨類阻燃劑是一種應用于工程塑料的高效阻燃劑，但是存在分解溫度較低的缺

2、點。針對以上問題，本文將氮磷系阻燃劑—聚磷酸銨(APP)插入滑石粉層間，制備滑石粉基復合阻燃劑，將其分別與乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)在較高加工溫度下混合制備高分子復合材料，所得產(chǎn)物具有較高阻燃效率及力學強度，能滿足工業(yè)上使用要求，擴大了滑石粉的應用范圍。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用插層技術(shù)制備滑石粉/聚磷酸銨新型復合阻燃劑。具體思路是以滑石粉層間作為微型反應器，將磷酸、尿素插入滑石粉層間并發(fā)生聚合反應，制

3、備滑石粉/聚磷酸銨新型復合阻燃劑。通過紅外光譜(FT-IR)、X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)考察了復合阻燃劑的微觀結(jié)構(gòu)。討論了原料配比、反應溫度、反應時間對復合阻燃劑合成率的影響。進而分析了復合阻燃劑耐熱性能，復合阻燃劑分解溫度比普通氮-磷系阻燃劑的分解溫度提高了200℃，能滿足大部分高分子材料的加工要求。
　　(2)表面改性后的復合阻燃劑與EVA共混制備改性復合阻燃劑/EVA復合材料。研究了硅烷偶聯(lián)劑用量對復

4、合阻燃劑接觸角、活化率的影響。當硅烷偶聯(lián)劑用量為0.8％時，接觸角為107.3°，活化率86.5％。同時，復合材料拉伸強度可達15.03MPa，斷裂伸長率高達496.0％，極限氧指數(shù)為32.5％，UL94Ⅴ-0級，均符合國家對于電纜護套的力學要求。復合阻燃劑的阻燃機理研究表明滑石粉/聚磷酸銨在凝聚相中發(fā)揮協(xié)同阻燃效應。
　　(3)將復合阻燃劑與加工溫度較高的PP共混制備復合阻燃劑/PP復合材料。利用小角X射線衍射(SAXD)、掃描