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免喷涂及高灼热丝阻燃聚丙烯的抗老化研究(转)

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免喷涂及高灼热丝阻燃聚丙烯的抗老化研究(转)

发布日期:2020-05-22 作者:peng 点击:

聚丙烯(PP) 具有优良的综合性能,广泛应用于国民生产生活各个领域。采用PP材料制成的许多制件因应用环境的变化,经常遭受光和热的攻击而易发生老化现象,因此对PP相关材料进行抗老化研究至关重要。免喷涂PP材料常作为汽车的外观件使用,在使用过程中直接与环境当中的光和热接触,因此需要考虑使用过程中因为受热而导致的变色问题;高灼热丝阻燃PP材料广泛应用于各类电器中,针对其室外老化应用需求也在不断增长,此类材料的耐候及力学性能是否满足使用要求,是值得关注的问题。为此,现分享两篇关于免喷涂PP材料和高灼热丝阻燃PP材料的抗老化研究文章。


免喷涂PP材料的抗老化研究


东莞工程塑料公司在免喷涂PP材料中采用了铝颜料,这是由于铝颜料通过铝锭的熔融雾化与球磨等工艺制备,大规模使用的铝颜料呈现银元状,具有较大的径厚比,通过提高材料对入射光线的镜面反射来实现金属效果。主要研究了铝颜料添加量和粒径对免喷涂PP材料的抗热氧老化性能的影响。

01

材料配方

将PP,POE,滑石粉和抗氧剂等按照质量比63.6∶16∶20∶0.4 称取,将其总量设为100份,以此为基础,再按表1设计的铝颜料配方,向上述物料中添加铝颜料。

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02

实验结果

(1)综合色差(ΔE) 和色相的数据可以得知,铝颜料的加入起到了降低PP材料本身热老化变色的作用,而PP材料的热老化变色主要源于色相的变黄,通过铝颜料配色后的PP材料的ΔE降低源于材料变黄程度的下降,而随着铝颜料粒径变大,PP材料变黄程度总体增加。


(2)所有的样品在经过热老化之后,其拉伸强度和弯曲强度都有一定的提高,说明无论添加铝颜料与否以及添加的铝颜料粒径存在的差异如何,整个热老化变色过程并不涉及明显的PP分子链的破坏,因而不同粒径的铝颜料配色的材料在经过热老化之后显示的变色程度差异也并非由于其加入导致PP分子降解所致。


(3)随着抗氧剂含量的提高,老化后的材料变色情况变得更为严重,这说明了PP老化黄化的绝大部分原因来自于抗氧剂的存在。


(4)铝颜料的片层结构,可以起到遮盖树脂基体的作用从而遮盖掉因抗氧剂引起的黄化变色现象,进而降低PP在热老化过程中的黄化表现,随着铝颜料粒径变小以及添加量提高,变色程度降低。


(5)在铝颜料的粒径小于20 μm同时添加量大于2份时可以达到较好的抗热氧老化变色的效果。


高灼热丝阻燃PP材料的抗老化研究


广东塑胶原料有限公司采用含溴阻燃剂或氮磷膨胀阻燃剂(IFR)、复合抗氧剂、光稳定剂和紫外线吸收剂制备了一种耐紫外高灼热丝阻燃聚丙烯材料。首先通过阻燃、灼热丝、紫外加速老化等试验比较了聚丙烯常用阻燃剂以及自制高成炭阻燃剂对材料阻燃性能的影响,从而优选出较好的阻燃剂;因340 nm紫外加速老化可以很好地模拟日光中的紫外波段以及较高的加速倍率,故在优选阻燃剂的基础上采用340 nm紫外加速老化设备模拟了日光对添加不同抗紫外老化助剂的聚丙烯材料性能的影响,进而对抗紫外老化助剂配方体系进行了优选。

01

原料

(1)采用的阻燃剂有十溴二苯乙烷(DBDPE) 、三氧化二锑(Sb2O3)、市售氮磷膨胀阻燃剂(IFR) (氮元素含量约21%,磷元素含量约22%)和自制的高成炭复配氮磷膨胀阻燃剂(IFR–S) (氮元素含量约20%,磷元素含量约24%)。


(2)采用的抗紫外老化助剂包括聚烯烃类亚磷酸酯抗氧剂(AO–1)、聚烯烃类受阻酚型抗氧剂(AO–2)、聚烯烃类硫代酯类辅助抗氧剂(AO–3)、高分子量低碱性受阻胺(AO–4)、抗紫外线自由基捕获剂——苯甲酸酯类光稳定剂(UV–1)、三嗪类紫外线吸收剂(UV–2) (UVA/UVB吸收)和苯并三氮唑类紫外线吸收剂(UV–3) (UVA吸收)。

02

实验结果

(1)在聚丙烯与阻燃剂质量比为62∶38的条件下,含卤阻燃剂DBDPE/Sb2O3 与无卤阻燃剂IFR均可使聚丙烯达到UL 94 V–0 (1.6 mm) 的阻燃等级,而自制高成炭无卤阻燃剂IFR–S 在较低含量下(聚丙烯与IFR–S 质量比为65∶35)可实现相同的阻燃效果。


(2)与含卤阻燃剂DBDPE/Sb2O3相比,无卤阻燃剂IFR及IFR–S可使聚丙烯通过灼热丝起燃温度(GWIT)850℃试验,且在紫外加速老化中ΔE的变化较小。


(3)在相同抗氧剂体系下,含卤阻燃体系紫外加速老化28 d后的ΔE是无卤膨胀阻燃体系的三倍左右。


(4)紫外线吸收剂可以大大改善耐紫外高灼热丝阻燃聚丙烯材料的耐紫外老化性能。


(5)在聚丙烯/IFR–S质量比为65∶35的条件下,加入低碱性复合抗氧剂体系(AO–1/2/4,三种抗氧剂的用量均为0.3份)以及0.3份苯甲酸酯类光稳定剂(UV–1)和0.3份苯并三氮唑类紫外线吸收剂(UV–3),制备了UL 94阻燃等级为V–0、可通过GWIT 850℃试验的耐紫外高灼热丝阻燃聚丙烯材料,其经28 d紫外加速老化后的ΔE为0.72,拉伸强度下降1 MPa,缺口冲击强度下降3 J/m,阻燃性能保持不变。


本文网址:http://www.longchengsj.com/news/382.html

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