低煙無(wú)鹵配方

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上低煙低鹵PVC電纜料的配方設(shè)計(jì)摘要： 介紹阻燃低煙低鹵聚氯乙烯(PVC)電纜料的研制，通過(guò)改變氫氧化鋁( AL(0H)3，)、三氧化二銻(Sb203)、硼酸鋅(2ZnO·3B203·5H2O)等的用量，觀察PVC電纜料的阻燃效果和發(fā)煙量的變化，并綜合其力學(xué)性能和電性能的變化情況，最終確定阻燃劑的最佳組合及最佳配比。 關(guān)鍵詞：PVC電纜料，阻燃，低煙低鹵 阻燃電纜按其燃燒時(shí)產(chǎn)生的鹵素氣體釋放量和發(fā)煙量可分為一般阻燃電纜、低鹵型阻燃電纜、低鹵低煙型電纜和無(wú)鹵低煙型電纜。低鹵低煙型電纜在燃燒時(shí)產(chǎn)生的腐蝕性氣體較少，

2、發(fā)煙量也極小，在火災(zāi)事故中可以將由電纜燃燒引起的災(zāi)害和損失降低到最低限度，即解決了電纜燃燒時(shí)造成的“二次災(zāi)害”。目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家一些重要場(chǎng)所所用的電纜正逐步趨向于低煙低鹵和無(wú)鹵低煙型發(fā)展，如：地鐵、機(jī)場(chǎng)、高層建筑和核電站等。我國(guó)電線電纜業(yè)也把無(wú)鹵低煙型電纜列入“九五”重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的電線電纜品種。本文主要是研究PVC電纜料的低煙低鹵配方設(shè)計(jì)。 1 實(shí)驗(yàn)部分 1.1 原料 PVC(S一1000)，齊魯石化公司氯堿廠；鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，工業(yè)級(jí)，濟(jì)南裕興化工總廠；對(duì)苯二甲酸二辛酯(DOTP)，工業(yè)級(jí)，市售；氯化石蠟(含氯70)市售；A1(OH)3

3、(1200目)，山東鋁廠；Sb203，市售；輕質(zhì)CaCO3，淄博雙豐集團(tuán)；PbSt2青島紅星化工集團(tuán)；硼酸鋅，市售。 1.2 試驗(yàn)設(shè)備及型號(hào) 高速混合機(jī)，GH一10A型，北京塑料機(jī)械廠；雙輥煉塑機(jī)，SK一160B型，海橡膠機(jī)械廠；平板硫化機(jī)，QLBD型，青島化工學(xué)院機(jī)械廠；拉力試驗(yàn)機(jī)，LI一1000型，廣州材料試驗(yàn)機(jī)廠；邵氏硬度計(jì)，XHL型，上海六中量?jī)x廠；氧指數(shù)測(cè)定儀，HC一2型，南京江寧儀器廠；體積電阻計(jì)，ZC一36型，上海第六電表廠。 1.3 工藝流程及工藝條件 1.3.1 工藝流程  1.3.2&

4、#160;工藝條件  (1)配料，各種物料所占的比例是質(zhì)量份數(shù)。 (2)塑煉，應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)煉機(jī)的輥溫，以防止物料的分解而影響性能。在實(shí)驗(yàn)中，前輥溫度為1550C，后輥溫度為1500C，使物料包前輥。多件制樣配料，塑煉時(shí)間相同。 (3)模壓，溫度不能過(guò)高，預(yù)熱要充分；壓片過(guò)程中，排氣要充分，以確保材料內(nèi)部無(wú)氣泡。多件制樣模壓的時(shí)間、壓力相同。試驗(yàn)中預(yù)熱壓力為5MPa，溫度為165oC；壓力為10MPa。 (4)制樣，停放16h后再作性能測(cè)試，以消除內(nèi)部應(yīng)力。 14 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 拉伸強(qiáng)度，按GB104092進(jìn)行；斷裂伸長(zhǎng)率，按GB

5、104092進(jìn)行；硬度(邵氏A)，按GB241189進(jìn)行；氧指數(shù)，按GB240693進(jìn)行；體積電阻率，按GB141089進(jìn)行。 15 基本配方 PVC，100；DOP，20；DOTP，20；氯化石蠟，15；三鹽，4；二鹽，3；HSt，0.5；石蠟，0.5；CaCO3，30；Sb203，5；AI(OH)3 50；硼酸鋅，5。 2 結(jié)果與討論 21 氫氧化鋁用量對(duì)體系性能的影響 隨著氫氧化鋁添加量的增加，氧指數(shù)逐漸上升，詳見(jiàn)表1。在燃燒過(guò)程中觀察到隨著添加量的增加，體系的發(fā)煙量有所減少，煙的顏色有黑變白。Al

6、(OH)3，受熱后，會(huì)產(chǎn)生脫水分解。釋放結(jié)晶水，吸收大量的熱，從而降低聚合物表面的溫度，延緩高聚物的熱降解速度，減緩或抑制高聚物的燃燒，并促進(jìn)炭化和抑煙。此外，釋放出的大量水蒸汽可稀釋可燃物濃度，降低可燃物的燃燒的貢獻(xiàn)，致使系統(tǒng)放熱量和發(fā)煙量減少，這也大大有助于使燃燒中斷，阻止聚合物燃燒，達(dá)到阻燃目的 。 隨著Al(OH)3的增加，體系的拉伸強(qiáng)度明顯下降，斷裂伸長(zhǎng)率也下降。這是因?yàn)?OH)是一種惰性填料，不能與原料很好的結(jié)合，在體系內(nèi)部形成分界面，從而降低了力學(xué)性能。而硬度的增加，是由于AI(OH)3為剛性粒子，在體系中作為一種填料，引起硬度增加。   

7、2.2 Sb2O3的用量對(duì)體系性能的影響 隨著Sb203添加量的增加，材料的氧指數(shù)有明顯的遞增趨勢(shì)，詳見(jiàn)表2。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)隨著Sb2O3的增加，發(fā)煙量也在增加，并且冒黑煙，說(shuō)明Sb2O3只起阻燃作用，而對(duì)抑煙的作用則比較小。鹵化物受熱分解放出氫鹵酸和鹵元素時(shí)，與Sb203作用生成三鹵化銻和氧化鹵銻。三鹵化銻和塑料反應(yīng)生成炭，所形成的炭化層對(duì)下面的塑料起到了隔熱屏蔽的作用，阻止燃燒。 體系的拉伸強(qiáng)度先增加后減小。這是由于Sb2O3添加量較小時(shí)，Sb203粒子數(shù)量較少，它的分散性比較好，起到了增強(qiáng)的作用，此時(shí)拉伸強(qiáng)度隨含量的增加而增加；但當(dāng)Sb203含量繼續(xù)增

8、加時(shí)，體系中無(wú)機(jī)粒子數(shù)量增加，不能被增塑劑很好的浸潤(rùn)，與物料的接觸角比較大，導(dǎo)致其在體系中分布不均勻，使兩相界面的粘著力減弱，使體系的物料機(jī)械性能下降。體系的體積電阻率變化不大。  2.3 硼酸鋅用量對(duì)體系性能的影響 2.3.1 燃燒性能 由圖1可以看出。隨著添加量的增加，氧指數(shù)逐漸增加。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，隨著硼酸鋅用量的增加，燃燒時(shí)發(fā)煙量明顯減少，并且煙的顏色逐漸變白。硼酸鋅是一種分散性很好的細(xì)結(jié)晶粉末，易于分散到各種樹(shù)脂中，與Sb203并用提高了阻燃性。因?yàn)榕鹚徜\燃燒時(shí)釋放出大量結(jié)晶水，吸收大量熱量，延緩了聚合物溫 度上升的速度。

9、而且同時(shí)釋放出的水蒸氣稀釋了燃燒氣體，最終生成的B2O3形成玻璃狀薄膜覆蓋于聚合物上，隔離了氧氣，起到了阻燃作用。硼化合物作為火焰相與凝固相的阻燃劑，在燃燒條件下，PVC產(chǎn)生HCl，HCl與硼酸鋅作用生成不揮發(fā)的鋅化合物。與三氧化二銻并用，可使氧指數(shù)提高，并且能夠抑制煙霧的生成引。  232 機(jī)械力學(xué)性能 由圖2可以看出，隨著添加量的增加，體系的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率都逐漸減小。這是因?yàn)榕鹚徜\是一種填充型的阻燃劑，與PVC分子的形狀差異較大，并且不能被增塑劑很好的浸潤(rùn)，故相容性差，隨著它的用量增加，在體系中形成很多的界面，在外力作用下容易滑脫，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。   233 硼酸鋅用量對(duì)硬度和體積電阻率的影響 由圖3可以看出，隨著添加量的增加，體系的硬度和體積電阻率都有不同程度的增加，因?yàn)樗cSb203樣同屬于無(wú)機(jī)填充型的阻燃劑，在體系中起到了填充的作用，造成這種情況的原因也就與三氧化二銻一樣。 3 結(jié)論 (1)AI(OH) 有較好的阻燃抑煙效果，在本試驗(yàn)中填加量以60份為最佳。 (2)硼酸鋅，可與Sb203起協(xié)同作用，使阻燃效果更顯著，且可以