滑石粉基耐高溫復(fù)合阻燃劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、層狀硅酸鹽/高聚物復(fù)合材料由于其良好的力學(xué)性能及熱力學(xué)穩(wěn)定性，是近年來(lái)復(fù)合材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。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(dǎo)熱性且高耐熱性的特點(diǎn)，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(dú)使用時(shí)阻燃效率較低，復(fù)合材料的極限氧指數(shù)及UL94評(píng)級(jí)得不到實(shí)質(zhì)性提高，限制了其應(yīng)用范圍。聚磷酸銨類阻燃劑是一種應(yīng)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(diǎn)。針對(duì)以上問(wèn)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(fù)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(fù)合材料，所得產(chǎn)物具有較高阻燃效率及力學(xué)強(qiáng)度，能滿足工業(yè)上使用要求，擴(kuò)大了滑石粉的應(yīng)用范圍。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)利用插層技術(shù)制備滑石粉/聚磷酸銨新型復(fù)合阻燃劑。具體思路是以滑石粉層間作為微型反應(yīng)器，將磷酸、尿素插入滑石粉層間并發(fā)生聚合反應(yīng)，制

3、備滑石粉/聚磷酸銨新型復(fù)合阻燃劑。通過(guò)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(fù)合阻燃劑的微觀結(jié)構(gòu)。討論了原料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)復(fù)合阻燃劑合成率的影響。進(jìn)而分析了復(fù)合阻燃劑耐熱性能，復(fù)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(fù)合阻燃劑與EVA共混制備改性復(fù)合阻燃劑/EVA復(fù)合材料。研究了硅烷偶聯(lián)劑用量對(duì)復(fù)

4、合阻燃劑接觸角、活化率的影響。當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑用量為0.8％時(shí)，接觸角為107.3°，活化率86.5％。同時(shí)，復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度可達(dá)15.03MPa，斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)496.0％，極限氧指數(shù)為32.5％，UL94Ⅴ-0級(jí)，均符合國(guó)家對(duì)于電纜護(hù)套的力學(xué)要求。復(fù)合阻燃劑的阻燃機(jī)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(yīng)。
　　(3)將復(fù)合阻燃劑與加工溫度較高的PP共混制備復(fù)合阻燃劑/PP復(fù)合材料。利用小角X射線衍射(SAXD)、掃描