鮑志素（合肥汽車車橋有限公司,合肥,２３００１１）

   １前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高分子材料的應(yīng)用日益廣泛,用量迅速增加,由此帶來的火災(zāi)危險性增大。因此,關(guān)于阻燃高分子材料的研究在近２０年來引起了人們的廣泛關(guān)注,并且在許多國家已經(jīng)以立法的形式強制在某些領(lǐng)域必須采用阻燃材料與阻燃技術(shù)。過去常采用鹵／銻阻燃體系來提高高分子材料的阻燃性,但由于該體系在燃燒時產(chǎn)生大量的煙霧及含鹵的有毒有害氣體造成二次災(zāi)害,危及人們的生命安全。為此,低煙無鹵阻燃材料的研究和開發(fā)倍受人們的重視,并有逐漸取代含鹵阻燃材料的趨勢。在低煙無鹵環(huán)保型阻燃材料的開發(fā)中,為了克服無機添加型阻燃劑添加量較大而引起的材料本來具有的優(yōu)良機械性能和加工性能降低的缺點,復(fù)配阻燃化已成為低煙無鹵阻燃劑開發(fā)應(yīng)用研究領(lǐng)域的前沿課題。有關(guān)文獻介紹,酚醛樹脂在燃燒時有促進炭化形成的特點,故可與含磷化合物、含氮化合物、含硼化合物、含硅化合物、有機金屬絡(luò)合物、金屬化合物中的兩種或兩種以上復(fù)配成低煙無鹵復(fù)配阻燃劑。然而,目前國內(nèi)多家企業(yè)生產(chǎn)市售的酚醛樹脂相對分子質(zhì)量（ＭＷ）偏低,多在５００００以下,有的甚至僅數(shù)千。這種較低相對分子質(zhì)量的酚醛樹脂熔融粘度低,與作為基體樹脂的熱塑性樹脂的熔融粘度相差較大,所以不可能均勻分散在基體樹脂中,從而引起阻燃材料的阻燃性能不佳,特別是引起阻燃材料的機械性能大幅度降低,沒有實用價值。為了解決這個問題,筆者選用高相對分子質(zhì)量的熱塑性酚醛樹脂與無鹵素阻燃劑按比例復(fù)配成低煙無鹵復(fù)配阻燃劑,用此復(fù)配阻燃劑對聚烯烴及苯乙烯系樹脂進行應(yīng)用實驗,結(jié)果顯示,所得阻燃材料不僅阻燃性能優(yōu)異、無熔滴、低發(fā)煙,而且阻燃材料的拉伸強度大于未阻燃的樹脂材料,同時可保持阻燃材料的延伸率、缺口沖擊強度基本不變或降低幅度較小,值得推廣應(yīng)用。本文介紹了此復(fù)配無鹵素阻燃劑的制備及應(yīng)用試驗。

   ２實驗部分

２ .１原材料基體樹脂ＬＤＰＥ、ＰＰ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ樹脂（見表２）,熱塑性酚醛樹脂Ａ（ＭＷ＝１０５０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｂ（ＭＷ＝８２０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｃ（ＭＷ＝１２２０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｄ（ＭＷ＝４０００）,微膠囊包覆紅磷（ＭＲＰ）,高氮阻燃劑（ＭＣＡ）,Ｍｇ（ＯＨ）２（經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理,平均粒徑１０μｍ）。

２. ２設(shè)備及儀器三輥研磨機、錐形混合機、兩輥混煉機、平板硫化機、拉力試驗機、懸臂梁沖擊試驗機、垂直燃燒儀等。

２ .３復(fù)配阻燃劑的制備按表１所示物料及比例混合,用三輥研磨機研磨（ＦＲ-５不研磨）至平均粒徑４０μｍ,再用錐形混合機加熱混合干燥３０ｍｉｎ,備用。

２. ４試樣制備按表２所示比例稱量復(fù)配阻燃劑與熱塑性樹脂,待兩輥混煉機溫度升至樹脂熔點以上時,先加樹脂粒子,待其熔化包在輥子上,然后加入復(fù)配阻燃劑,在１８０～２２０℃的溫度混煉１０ｍｉｎ后出片。將此混煉片坯在平板硫化機上,在１９０～２００℃預(yù)熱５ｍｉｎ,在５ＭＰａ的壓力下熱壓１０ｍｉｎ,然后再冷壓,制得要求厚度的片材,zui后制樣。

２.５性能測試?yán)煨阅馨矗牵拢保埃矗?９２測試,缺口沖擊強度按ＧＢ１８４３-９３測試,燃燒性能按ＵＬ９４測試。

   ３結(jié)果與討論

３.１測試結(jié)果各實例、比較例、未阻燃的純樹脂的測試結(jié)果示于表２。



 ３.２酚醛樹脂的ＭＷ對復(fù)配阻燃劑阻燃的材料性能的影響從上面的測試結(jié)果可知,用高相對分子質(zhì)量（ＭＷ＝８００００～１２００００）熱塑性酚醛樹脂復(fù)配的阻燃劑ＦＲ-１～ＦＲ-３的阻燃材料,不僅燃燒性能優(yōu)異,達ＵＬ９４Ｖ-０級（３ｍｍ）,無熔滴,特別難能可貴的是拉伸強度有所提高,延伸率和沖擊強度也保持基本不變。而用低相對分子質(zhì)量（ＭＷ＝４０００）酚醛樹脂復(fù)配的阻燃劑ＦＲ-４的阻燃材料比較例１和比較例２不僅阻燃性不好,而且拉伸強度和伸長率都有大幅度降低。分析其差異的原因可以認為,高相對分子質(zhì)量的熱塑性酚醛樹脂的熔融粘度與基體樹脂的粘度接近,所以能較均勻地分散在基體樹脂中,從而阻燃性能優(yōu)異,拉伸強度提高,同時延伸率和沖擊強度也保持基本與未阻燃的樹脂材料相同。而較低相對分子質(zhì)量的酚醛樹脂熔融粘度低,與基體樹脂的熔融粘度相差很大,所以不可能均勻分散在基體樹脂中,從而引起阻燃材料的阻燃性能不佳,機械性能大幅度降低。本試驗還對未用酚醛樹脂復(fù)配的阻燃劑ＦＲ-５進行了比較（比較例３）試驗,ＦＲ-５對ＨＩＰＳ雖然也有很好的阻燃效果,但阻燃材料的機械性能卻大幅度降低。這說明加入酚醛樹脂后,可以改善制品的機械強度。

  ４結(jié)語由高相對分子質(zhì)量的熱塑性酚醛樹脂與兩種無鹵阻燃劑復(fù)配的阻燃劑,用于聚烯烴和苯乙烯系樹脂不僅阻燃性優(yōu)異,無熔滴、低發(fā)煙,還可以提高阻燃材料的拉伸強度,并保持延伸率和缺口沖擊強度基本不降低。