Back

Menu

超高分子量聚乙烯管材在阻燃性能方面的研究

2013-08-08 09:03



超高分子量聚乙烯自实现工业化以来,产量一直处于快速增长状态,并没有完全受到石油价格的影响而变化。在给大部分工矿企业生产带来巨大便利的同时,由于超高分子量聚乙烯的易燃性,由此带来的火灾危险性越来越大,因此超高分子量聚乙烯的阻燃问题就显得尤为重要。工业常用的方法是在超高分子量聚乙烯板材、管材中添加阻燃剂,通过对超高分子量聚乙烯进行阻燃处理使其具有不着火或自熄性的特点。随着人们越来越重视对环境的保护,阻燃产品对环境造成的影响已经成为了选择阻燃剂优先考虑的因素。含卤素阻燃剂已经成为产量最大化的化学阻燃剂之一,但是由于其燃烧时释放有毒烟雾造成的二次危害,已有逐渐被限制的趋势,这就促进了无卤阻燃剂的发展。含磷阻燃剂由于具有阻燃效果持久、热稳定性好、不挥发等特点而备受欢迎,其中主要含有红磷、聚磷酸盐以及磷酸酯等。特别是红磷阻燃元素磷的含量高,作为阻燃剂应用在超高分子量聚乙烯板材、尼龙6板材、环氧树脂板材中具有高效、低毒等特点,并且对产品的力学性能影响较少。虽然红磷的化学性质活泼,会与空气中的水反应成剧毒的磷化氢污染环境,并且影响产品的电学和力学性能,所以红磷还没有得到广泛的应用。为了克服上述缺点,工业产品需要做稳定化处理与包覆。分别采用氢氧化铝和蜜胺对红磷进行包覆,通过氧指数、垂直燃烧、锥形量热仪等测试,研究了2种包覆红磷在超高分子量聚乙烯耐磨管及板材的阻燃性能。
试验部分
1.1 原料
  超高分子量聚乙烯M3,中国石油化工股份有限企业齐鲁分企业,红磷,,六偏磷酸钠、硫酸铝及十二烷基硫酸钠,分析纯,天津某化学试剂有限企业,三聚氰胺,分析纯,某化工有限企业;甲醛,分析纯,山东某化学试剂有限企业。
1.2 包覆红磷的制备
   称取36克红磷,0.18克六偏磷酸钠和1.36克硫酸铝,量取适量蒸馏水置于三口烧瓶中,恒速搅拌,加热至55℃,滴加浓度为百分之十的碳酸钠水溶液加热,至PH为6-7,保温反应3到5小时,冷却,过滤,洗涤,干燥或得氢氧化炉包覆红磷。
   称取7克三聚氰胺,量取15ml甲醛和50ml蒸馏水置于三口烧瓶中,恒速搅拌,加热至70℃,滴加质量浓度百分之十的碳酸钠溶液至PH为8.5,保温反应30min获得三聚氰胺甲醛预测物。
  称取40克红磷,一克十二烷基硫酸钠,量取160ml蒸馏水置于三口烧瓶中,恒速搅拌,加热至60℃,加入三聚氰胺预聚物,保温反应3小时,冷却后测得溶液PH为7.滴加稀醋酸溶液调节PH至5.5,冷却、过滤,洗涤,干燥获得蜜胺包覆红磷。
2 结果与讨论
   通过分析3种红磷的初始分解温度和MLR值,氢氧化铝包覆红磷和蜜胺包覆红磷均较为包覆红磷有不同程度的下降,表明囊材的加入起到了包覆红磷有不同程度的下降,表明囊材的加入起到了包覆作用,同时蜜胺包覆红磷可以在受热时比氢氧化铝包覆红磷更早的分解,从而释放出红磷,达到阻燃效果。
添加阻燃剂后试样的THR有所下降,表明蜜胺包覆红磷的阻燃性率高于氢氧化铝包覆红磷。
3结论
    热重分析结果表明,囊材的加入降低了红磷的MLR,且蜜胺包覆的效果较好
    氧指数与垂直燃烧试验结果表明,超高分子量聚乙烯板材中包覆红磷质量分数为百分之七时氧指数可以达到百分之二十点七,且垂直燃烧测试可以达到V-O级,通过锥形量热仪进一步测试,与氢氧化铝包覆红磷相比,蜜胺包覆红磷可以明显降低HRR峰值与MLR峰值。
 
XML 地图 | Sitemap 地图