有機(jī)硅阻燃PBT及其合金的制備與性能研究.pdf

1、高分子材料具有某些傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)點，而聚合物合金材料更是綜合了各材料的優(yōu)點。聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作為主要的熱塑性工程塑料之一，具有良好的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性和加工性能。聚碳酸酯(PC)和PBT共混改性，可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，得到兼具耐熱、抗沖、易加工和耐化學(xué)藥品的PC/PBT合金，該合金被廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車、戶外器材等領(lǐng)域。但PBT的易燃性限制了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑由于在燃燒過程中會釋放出大量的有毒和腐蝕

2、性氣體，應(yīng)用受到愈來愈多的限制，而常見的無鹵阻燃劑在阻燃改性的同時會導(dǎo)致聚合物材料其他性能嚴(yán)重劣化。因此，研究開發(fā)新型無鹵阻燃PBT及其合金材料成為了重要的研究課題。本文研究內(nèi)容主要包括以下三個方面:
　　選用具有超細(xì)高活性氫氧化鎂為載體的有機(jī)硅系阻燃劑(FRX-210)，制備了無鹵阻燃PBT，并采用氧指數(shù)儀和錐型量熱儀研究了FRX-210及其與磷酸硼、磷酸酯阻燃劑(PX-230)復(fù)配對PBT的阻燃作用。結(jié)果表明，添加阻燃劑可顯著

3、提高PBT的極限氧指數(shù)(LOI)，添加30％FRX210使PBT的LOI從22.1％提高到27.5％。將FRX-210與磷酸硼復(fù)配添加可使PBT的LOI進(jìn)一步提高，同時添加20％FRX-210和10％磷酸硼使PBT的LOI達(dá)到36.0％。FRX-210使PBT熱降解速率降低并提高了殘?zhí)苛俊RX-210使PBT在燃燒過程中的熱、煙釋放速率降低，火災(zāi)性能指數(shù)提高，有效提高了PBT的阻燃性能。FRX-210降低了PBT的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和

4、沖擊強(qiáng)度，尤其對PBT的沖擊強(qiáng)度影響最大。
　　以二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、硼酸為原料，采用二步合成法制備了甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)阻燃劑。在PC/PBT合金中添加10wt％該聚硼硅氧烷，可使PC/PBT合金的LOI從22.8％提高到32.8％。錐形量熱分析表明PB不僅使PC/PBT合金體系的熱、煙、CO、CO2釋放速率降低，提高火災(zāi)性能指數(shù)，而且能夠緩和材料的燃燒過程，防止短時間內(nèi)大量放熱，有效降低了燃燒的危險。

5、PB阻燃劑是通過凝聚相阻燃機(jī)制發(fā)揮作用的，即在燃燒過程中降低質(zhì)量損失，促進(jìn)殘?zhí)啃纬?，使炭層緊密覆蓋在基體表面，減少熱輻射和氧氣的擴(kuò)散，從而達(dá)到阻燃的效果。
　　PB阻燃劑使PC/PBT合金的力學(xué)性能有著不同程度的下降，尤其對缺口沖擊強(qiáng)度影響顯著。使用AX8900、馬來酸酐接枝ABS(KT-3)和亞磷酸三苯酯(TPPi)對阻燃PC/PBT/PB合金進(jìn)行力學(xué)性能改性。研究發(fā)現(xiàn)適量的TPPi可以提高PC/PBT/PB阻燃合金的力學(xué)性能，

6、但過量的TPPi反而使合金體系的力學(xué)性能降低，TPPi對PC/PBT/PB阻燃合金的維卡軟化點影響不大。在PC/PBT/PB阻燃合金中單獨加入AX8900時，改性效果較差，但AX8900與TPPi復(fù)配使用可有效改善PC/PBT/PB阻燃合金的力學(xué)性能，尤其是沖擊強(qiáng)度提高顯著，3％wt的AX8900與2％wtTPPi復(fù)配使用可使PC/PBT/PB合金的缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到4.6kJ·m-2，比未阻燃的PC/PBT合金提高了15％。相容劑KT-