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无卤无磷改性氢氧化镁阻燃EVA的研制
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是近年来发展较快的塑料产品之一,它具有良好的柔韧性、耐冲击性、耐环境应力,与填料、阻燃剂等有较好的混容性。但EVA比较易燃,同时产生带有毒性气体的黑烟,限制了其在家电、建筑、建材、电缆绝缘等方面的应用,因此EVA的阻燃性越来越引起人们的关注与重视。氢氧化镁可以说是当前公认具有填充、阻燃和抑烟三重功能的化学助剂,相比于其他阻燃剂,其在高分子材料应用中不仅能达到优良的阻燃效果,且有很好的抑烟效果,而且无毒、无腐蚀和低价等优点。它能与多种成分复配,而且具有抗酸性,能中和燃烧过程中产生的酸性和腐蚀性气体,是一种环境友好的绿色阻燃剂.但由于氢氧化镁阻燃剂相对于基物EVA添加量大,阻燃效率低,对其机械性能影响大,对其改性的研究仍是重中之重。本文在现有文献报道的基础上,分别用复配技术、偶联剂接枝技术及插层技术对氢氧化镁进行改性,添加了两种相容剂,它们分别是EVA-D4085和马来酸酐接枝EVA,研究了制备工艺和改性对EVA阻燃性能、力学性能、热力学性能、吸潮性能的影响。本文对氢氧化镁阻燃EVA研究较为具体,先以不同比例纯氢氧化镁(没经任何处理)与EVA密炼混合,研究表明,该阻燃复合体系垂直燃烧要达到V-0级,阻燃剂添加量需达到65%以上,此时的断裂伸长率仅在11.32%。加入10%相容剂马来酸酐接枝EVA时,断裂伸长率有所提高,可达31.5%;不同比例经硅烷偶联剂处理后的氢氧化镁,在与EVA密炼混合,研究表明,阻燃复合体系的断裂伸长率稍微有所改善;改性硼酸锌与改性氢氧化镁协同阻燃EVA,研究表明,当改性硼酸锌质量比为10%时,其协同改性氢氧化镁阻燃EVA的力学性能、阻燃性能、耐热性能都有所提高。本文还将偶联剂KH-550锚固在氢氧化镁上,然后再将异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)接枝于其上,制备了异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)接枝的氢氧化镁阻燃剂,研究了异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)接枝的氢氧化镁的制备工艺,添加了不同比例的相容剂,并考察了接枝对EVA的阻燃性能、力学性能、热力学性能的影响。结果显示:异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)接枝的氢氧化镁均能够较好的分散于EVA中,可以提高材料的垂直燃烧性能,在阻燃剂添加量为60%时,接枝氢氧化镁阻燃的EVA均能从未处理的V-1提升到V-0。力学性能大大的提高。根据氢氧化镁本身的特殊层状结构,本文还使用了硼酸-氧化锌改性技术,采用不同物质量比的硼酸与氧化锌反应,用激光粒度分析仪及高扫描显微镜(SEM)表征改性氢氧化镁的表面性质,制备了一种硼酸-氧化锌改性的氢氧化镁阻燃剂,研究了硼酸-氧化锌改性氢氧化镁阻燃剂的制备工艺,并考察了改性后对EVA的阻燃性能、力学性能、热力学性能的影响。结果显示:在阻燃剂添加量为63%时,硼酸-氧化锌改性的氢氧化镁阻燃剂阻燃的EVA能达到V-0级别,相容剂添加后,力学性能等均较好。
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