硅橡胶协同氢氧化镁和红磷阻燃高抗冲聚苯乙烯的研究.pdf

现代塑料加工应用2013年第25卷第1期
MODERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS
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硅橡胶协同氢氧化镁和红磷阻燃
高抗冲聚苯乙烯的研究
罗超云2林雪春2姚深罗裕骥
(1.深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院,广东深圳,518055;
2.深圳职业技术学院高分子材料与精细化工技术中心,广东深圳,518055)
摘要:研究了硅橡胶协同氢氧化镁、红磷、聚磷酸铵(APP)、硼酸锌等对高抗冲聚萃乙烯(HIPS)的力学性能和阻燃性能
的影响。结果表明,硅橡胶与HIPS相容性较差,加人会降低HIPS的力学性能,单独使用硅橡胶不能阻燃HIPS,但能降低
HIPS的发烟量。氢氧化镁与红磷总质量分数为30%左右时,能与硅橡胶(质量分数15%)一起使HIPS的阻燃性能达到
FV-0级。对比试验表明,无硅橡胶的复合物使HIPS阻燃性能至少降低一个等级,而且还产生滴落现象
关键词:高抗沖聚苯乙烯硅檍胶阻燃性红磷氢氧化镁カ学性能
Silicone Rubber Cooperated With
Magnesium Hydroxide and Red Phosphorus Flame-retarded HIPS
Luo Chaoyun]. 2 Lin Xuechun.2 Yao Shen Luo Yuji
(1. College of Applied Chemistry and Biotechnology, Shenzhen Polytechnic
Shenzhen, Guangdong, 518055; 2. Polymer Fine Chemicals Technology Development
Center of Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, Guangdong, 518055)
Abstract The effects of silicone rubber cooperated with magnesium hydroxide, red
phosphorus, ammonium polyphosphate(APP) and zinc borate etc on the mechanical
properties and flame retardancy of HIPS were studied. The results show that the com
patibility of silicone rubber and HIPS is worse, and silicone rubber decreases the
mechanical performance of HIPS. Only silicone rubber can not improve the flame retar
dancy, but reduce the smoke density. When the total amount of magnesium hydroxide
and red phosphorus is about 30%, the flame retardancy of HIPS with 15% silicone
rubber reaches FV-0. The comparison experiments show that the flame retardancy of
HIPS retarded by copound without silicone rubber is decreased by one grade, and the
HIPS follow dripping problem
K
igh impact po
licone rubber; flame retard
phorus; magnesium hydroxide; mechanical property
高抗冲聚苯乙烯(HIPS)常应用于电子电气
领域,但其易燃且发烟量大,因此必须对其阻燃、
收稿日期:2012-02-10;修改稿收到目期:2012-12-17。
抑烟改性。可用于HIPS的无鹵阻燃体系主要
作者筒介:罗超云,男,汉族,湖北通城人,高级工程师,从事塑
料改性及功能材料研究。-mail:luochaoyun@163.com。
有磷-氮阻燃体系、金属氢氧化物阻燃体系、膨胀
基金项目:深圳职业技术学院校级科研基金2210K3070023
型阻燃体系、硅系阻燃体系等。
资助
现代塑料加工应用
2013年2月
将有机硅阻燃剂、金属氢氧化物、磷系阻燃明显的分层现象。交联硫化后的硅橡胶与
剂一起使用,具有显著的协同阻燃作用。
HIPS相容性有了很大的提高,基本没有分层,
本硏究采用硅橡胶协同氢氧化镁、红磷、聚但对HIPS仍产生了不良影响。不同用量的硅
礫酸铵(APP)、明酸锌等阻燃HIPS,通过合适橡胶对HIPS性能的影响如表1所示
的配比制备新型无卤阻燃HIPS材料。
表1不同硅橡胶的用量对HIPS性能的影向
试验部分
硅胶质量拉伸强冲击强度/弯曲模弯曲强MFR/[g?
分数,%度/MPa(kJ?m“2)量/MPa度/MPa( Orin)"1]
1.1试验原料
27.2
HIPS,484H,美国DOW化学公司;硅橡胶
02236.5
及其交联剂,硫化工艺为170て下200s,深圳
19.3
8.4
l033.1
深凯硅橡胶制品有限公司;AP,聚合度约为
052
17.5
1000,杭州捷尔思阻燃化工有限公司;硼酸锌,
16.2
工业级,济南泰星精细化工有限公司;其他助剂
注:HIPS、硅橡胶、亚乙基双硬酯酰胺(EBS)(1份)、聚乙烯
均为市售产品。
(PE)蜡(0.5份)、抗氧剂1010(0.5份)总和100份
1.2试验仪器
从表1可知,HIPS的力学性能随硅橡胶用
双螺杆挤出机,TE-35,南京科亚公司;高速量的增加而下降。其原因为相容性差所致。
搅拌机,SHR.1OA,张家港亿利机械有限公司
阻燃测试表明,不同硅橡胶用量的HIPS共
注塑机,PT-80,深圳力劲公司;电子拉力机,混物均属于可燃材料。但硅橡胶的用量增加,发
ROELL2005,德国 ZWICK公司;冲击试验机,烟量稍有减少。其原因为硅橡胶在HIPS中形
XJU.2.7S,承德实验机有限公司;熔体流动速度成三维网络,且燃烧后在表面形成较密的硅化合
测定仪,XRZ-400,吉林大学机械厂;水平垂直燃物层,阻碍HIPS滴落和黑烟向外扩散
烧测定仪,CZF-3,南京市江宁区分析仪器厂。
质量分数5%硅橡胶的加入能促进HIPS
1.3试验流程
的流动性,MFR能提高1倍,达到
常温时在双辊开炼机上将一定配比的硅橡6.98g/10min;之后随硅橡胶用量增加,MFR
胶及其交联剂混炼均匀,然后裁剪成颗粒。将混依此递减。其原因为硅橡胶破环了HIPS之间
炼好的硅橡胶与其他物料在高速搅拌机中搅拌的作用力,导致流动性变好,但硅橡胶的交联网
均匀,用双螺杅挤出机造粒,温度为190C。干络过多,流动性会变差。
燥后用注塑机制样,温度为200C。最后按照2.2APP和Mg(OH)2用量对HPS性能的影响
标准测试性能
APP无毒无味,不产生腐蚀气体,吸湿性
1.4性能测试标准