纳米阻燃剂对塑木复合材料氧指数的影响
发布时间：
2018/5/8 15:36:56
塑木复合材料作为一种新型材料，性能充分体现了木材和塑料的优势，且不含甲醛成分，在国外广泛应用于室外建筑材料。由于热塑性塑料和木质纤维均为碳氢化合物，在遇明火或在加热的情况下均易燃烧，所以WPC是一类易燃的复合材料，而且在燃烧过程中会产生大量有害气体，因而限制了其使用范围，因此在生产过程中往往需要添加阻燃剂。塑木复合材的阻燃涉及到对木材组分阻燃和对聚合物的阻燃。聚烯烃和木材的阻燃常采用无机阻燃剂(氢氧化铝、氢氧化镁等)、含卤阻燃剂(十溴二苯醚等)和含磷阻燃剂(聚磷酸铵、磷酸酯等)等品种，其中氢氧化镁与氢氧化铝等无机阻燃剂因价格低廉，热稳定性优异，并具有无毒和抑烟等优点而受到关注。试验材料刨花树种主要为云南松与桉树，初始含水率5.8%。高密度聚乙烯(HDPE)粒料，密度为0.941g/cm3~0.960g/cm3。工业级硅烷偶联剂。分解温度350℃。纳米氢氧化铝(纳米ATH)，短轴方向50-60nm，长轴方向300-400nm。分析纯非纳米氢氧化铝(非纳米ATH)。仪器设备氧指数测定仪，塑木复合材制备。塑木复台材的塑木比例为6:4，硅烷偶联剂用量为2%。将塑料、刨花、偶联剂厦阻燃剂按比侧在搅拌机中充分混合，手工铺装成305mmx350mm的疏松板坯。在室温状态下进行预压(预压压力为IMPa，预压时问30s)，然后放八平板硫化机中进行热压成型。术塑复合材名义密度设定为0.89/cm3，名义厚度10xma。主要热压参数;热压温度180℃。热压时间12rain，热压压力2MPa。性能测试塑木复台材氧指数按GB/T2406-1993进行测试，塑木复台材力学性能参照《人造板及饰面人造板理化性能试验方法GB/T17657.1999》进行检测。阻燃剂种类对WPc氧指数的影响。图1采用了5种阻燃剂，其中l代表纳米MH，Ⅱ代表纳米ATH，Ⅲ代表非纳米ATH，IV代表纳米ATH+纳米MH(比例1:1)，V代表纳米ATn+非纳米ATH(比倒1:1)，阻燃剂用量为12%。图1加入不同阻燃剂复台材料的氧指数。 
图1可见：纳米阻燃剂要比非纳米阻燃剂的阻燃性能好;单独使用纳米MH和ATH，纳米ATH要略好于纳米MH;纳米MH和纳米ATH混合使用，能产生协同效应;纳米ATH和非纳米ATH混台使用，产生反协同效应。这是因为纳米粒子颗粒小，比表面积大，加上纳米粒子自身的尺寸效应和表面效应。增加了阻燃剂与基体之间的接触面积，增强了阻燃剂与基体界面的相互作用和亲和性，改善两者的相容性;MH与ATH吸收的热量分别为1.42MJ/kg、1.2 MJ/kg，而且MH的热分解温度高，理论上应该是纳米MH的阻燃效果要比纳米ATH好，而本实验出现了纳米ATH要略好于纳米MH，这是由于两者不是同一公司产品，虽都是纳米级，但尺寸还是存在差异，这就影响了其阻燃效果。
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