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合金化对ABS无卤阻燃复合材料性能的影响

王磊明  
【摘要】:ABS树脂作为一种综合性能优异的热塑性工程材料被广泛应用于电子设备、汽车制造、家用电器和土木建筑等行业,而且对其需求量也是逐年增长。由于ABS的成炭性差,单纯添加无卤阻燃剂来阻燃ABS效果并不理想。目前,ABS树脂的无卤阻燃主要局限于ABS/金属氧化物(如Mg(OH)2或Al(OH)3)以及添加一些协效剂成炭剂(如多元醇)与无卤阻燃剂组成无卤阻燃体系。但由于无机阻燃剂的添加量大,协效剂与聚合物相容性差,导致材料力学性能下降严重。为此,本文采用一些成炭性强的聚合物及相应的增容增韧剂与ABS合金化,制备出无卤阻燃ABS复合材料,希望在提高材料阻燃性能的同时,保持材料较高的力学性能。主要研究内容及结果如下: (1)采用高聚合度APP为阻燃剂对ABS进行阻燃改性。针对ABS身成炭性的问题,选用PA6和4A分子筛作成炭协效剂来改善其阻燃性能,并采用氧指数(LOI),热失重(TG)等表征手段来分析测量。实验表明,PA6能有效提高ABS复合材料的氧指数和残炭量。在ABS/APP阻燃体系中添加13.5%的PA6(ABS/PA6=4/1),复合材料的氧指数达到了26.2%,在此基础上添加3%的4A分子筛,复合材料的氧指数提高到32%。 (2)采用改性PA6(MPA6)和弹性体E-MA-GMA对阻燃材料进行增韧改性。阻燃材料的冲击强度由3.11 KJ/m2上升到4.00 KJ/m2,弹性体在改善复合材料冲击性能的同时,对阻燃性能没有影响。 (3)采用回收PET(rPET)和热塑性酚醛(TPPFR)作成碳协效剂,通过改变ABS和rPET的配比来考察复合材料的阻燃性能。当ABS和rPET的配比为70/30时,复合材料的氧指数可达26.2%。 (4)采用PC和TPPFR作成碳协效剂,当ABS和PC的比例为30/70时,PX-220和TPPFR的比例为13/7时,复合材料的氧指数可达26.4%。TG和SEM表征表明复合材料的残炭量明显提高,炭层形貌致密、膨胀、没有气孔。 (5)ABS/PC/PX-220/TPPFR阻燃体系的冲击强度随ACR弹性体含量的增加而上升。添加15%ACR弹性体后,阻燃体系的韧性能达到7.9KJ/m2。此外,ACR不仅对阻燃材料的阻燃性能没有影响,而且还起到了提高残炭量的作用。


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