软PVC复合金属氧化物阻燃剂的制备及其表面改性研究

【摘要】：论文采用简单的共沉淀法合成了纳米铁酸镁、铁酸铝和铁酸锌复合金属氧化物，对所合成的纳米复合金属氧化物进行了表面改性研究，包括改性剂的筛选和改性工艺条件的优化，并通过实验考察了改性前后复合金属氧化物的添加对软PVC材料的阻燃性能、热稳定性能以及机械性能的影响。所得主要结论如下： （1）通过共沉淀方法合成了三种纳米复合金属氧化物：铁酸镁样品为尖晶石结构，粒径约为12～15nm；铁酸铝样品为尖晶石结构，粒径约为21～25nm；铁酸锌样品为尖晶石结构，粒径约为5～10nm。 （2）对复合金属氧化物改性效果较好的表面改性剂为月桂酸；以改性后复合金属氧化物的吸油值为考察指标，以月桂酸为改性剂，考察并确定较适宜的改性工艺条件为： 纳米铁酸镁样品：改性温度90℃、乳化机转速4500r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸镁样品质量的5%；纳米铁酸铝样品：改性温度90℃、乳化机转速4000r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸铝质量的6%；纳米铁酸锌样品：改性温度90℃、乳化机转速4500r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸锌质量的6%。 （3）改性前后纳米铁酸镁、铁酸铝及铁酸锌的添加均改善了软PVC复合材料的阻燃性能。添加3phr改性前和改性后的铁酸镁后，软PVC材料的氧指数由27.5分别提高到29.4和30.1；添加3phr改性前和改性后的铁酸铝后，软PVC材料的氧指数分别提高到29.4和30.2；添加3phr改性前和改性后的铁酸锌后，软PVC材料的氧指数分别提高到29.6和30.5。 （4）改性前后纳米铁酸镁、铁酸铝及铁酸锌的加入，在实验添加量范围内均改善了软PVC复合材料的机械性能，且在相同的添加份数下，改性后复合金属氧化物的添加对软PVC机械性能的改善效果优于改性前。