鮑志素（合肥汽車車橋有限公司,合肥,２３００１１）

   １前言隨著科學技術的發展,高分子材料的應用日益廣泛,用量迅速增加,由此帶來的火災危險性增大。因此,關于阻燃高分子材料的研究在近２０年來引起了人們的廣泛關注,并且在許多國家已經以立法的形式強制在某些領域必須采用阻燃材料與阻燃技術。過去常采用鹵／銻阻燃體系來提高高分子材料的阻燃性,但由于該體系在燃燒時產生大量的煙霧及含鹵的有毒有害氣體造成二次災害,危及人們的生命安全。為此,低煙無鹵阻燃材料的研究和開發倍受人們的重視,并有逐漸取代含鹵阻燃材料的趨勢。在低煙無鹵環保型阻燃材料的開發中,為了克服無機添加型阻燃劑添加量較大而引起的材料本來具有的優良機械性能和加工性能降低的缺點,復配阻燃化已成為低煙無鹵阻燃劑開發應用研究領域的前沿課題。有關文獻介紹,酚醛樹脂在燃燒時有促進炭化形成的特點,故可與含磷化合物、含氮化合物、含硼化合物、含硅化合物、有機金屬絡合物、金屬化合物中的兩種或兩種以上復配成低煙無鹵復配阻燃劑。然而,目前國內多家企業生產市售的酚醛樹脂相對分子質量（ＭＷ）偏低,多在５００００以下,有的甚至僅數千。這種較低相對分子質量的酚醛樹脂熔融粘度低,與作為基體樹脂的熱塑性樹脂的熔融粘度相差較大,所以不可能均勻分散在基體樹脂中,從而引起阻燃材料的阻燃性能不佳,特別是引起阻燃材料的機械性能大幅度降低,沒有實用價值。為了解決這個問題,筆者選用高相對分子質量的熱塑性酚醛樹脂與無鹵素阻燃劑按比例復配成低煙無鹵復配阻燃劑,用此復配阻燃劑對聚烯烴及苯乙烯系樹脂進行應用實驗,結果顯示,所得阻燃材料不僅阻燃性能優異、無熔滴、低發煙,而且阻燃材料的拉伸強度大于未阻燃的樹脂材料,同時可保持阻燃材料的延伸率、缺口沖擊強度基本不變或降低幅度較小,值得推廣應用。本文介紹了此復配無鹵素阻燃劑的制備及應用試驗。

   ２實驗部分

２ .１原材料基體樹脂ＬＤＰＥ、ＰＰ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ樹脂（見表２）,熱塑性酚醛樹脂Ａ（ＭＷ＝１０５０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｂ（ＭＷ＝８２０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｃ（ＭＷ＝１２２０００）,熱塑性酚醛樹脂Ｄ（ＭＷ＝４０００）,微膠囊包覆紅磷（ＭＲＰ）,高氮阻燃劑（ＭＣＡ）,Ｍｇ（ＯＨ）２（經偶聯劑表面處理,平均粒徑１０μｍ）。

２. ２設備及儀器三輥研磨機、錐形混合機、兩輥混煉機、平板硫化機、拉力試驗機、懸臂梁沖擊試驗機、垂直燃燒儀等。

２ .３復配阻燃劑的制備按表１所示物料及比例混合,用三輥研磨機研磨（ＦＲ-５不研磨）至平均粒徑４０μｍ,再用錐形混合機加熱混合干燥３０ｍｉｎ,備用。

２. ４試樣制備按表２所示比例稱量復配阻燃劑與熱塑性樹脂,待兩輥混煉機溫度升至樹脂熔點以上時,先加樹脂粒子,待其熔化包在輥子上,然后加入復配阻燃劑,在１８０～２２０℃的溫度混煉１０ｍｉｎ后出片。將此混煉片坯在平板硫化機上,在１９０～２００℃預熱５ｍｉｎ,在５ＭＰａ的壓力下熱壓１０ｍｉｎ,然后再冷壓,制得要求厚度的片材,zui后制樣。

２.５性能測試拉伸性能按ＧＢ１０４６-９２測試,缺口沖擊強度按ＧＢ１８４３-９３測試,燃燒性能按ＵＬ９４測試。

   ３結果與討論

３.１測試結果各實例、比較例、未阻燃的純樹脂的測試結果示于表２。



 ３.２酚醛樹脂的ＭＷ對復配阻燃劑阻燃的材料性能的影響從上面的測試結果可知,用高相對分子質量（ＭＷ＝８００００～１２００００）熱塑性酚醛樹脂復配的阻燃劑ＦＲ-１～ＦＲ-３的阻燃材料,不僅燃燒性能優異,達ＵＬ９４Ｖ-０級（３ｍｍ）,無熔滴,特別難能可貴的是拉伸強度有所提高,延伸率和沖擊強度也保持基本不變。而用低相對分子質量（ＭＷ＝４０００）酚醛樹脂復配的阻燃劑ＦＲ-４的阻燃材料比較例１和比較例２不僅阻燃性不好,而且拉伸強度和伸長率都有大幅度降低。分析其差異的原因可以認為,高相對分子質量的熱塑性酚醛樹脂的熔融粘度與基體樹脂的粘度接近,所以能較均勻地分散在基體樹脂中,從而阻燃性能優異,拉伸強度提高,同時延伸率和沖擊強度也保持基本與未阻燃的樹脂材料相同。而較低相對分子質量的酚醛樹脂熔融粘度低,與基體樹脂的熔融粘度相差很大,所以不可能均勻分散在基體樹脂中,從而引起阻燃材料的阻燃性能不佳,機械性能大幅度降低。本試驗還對未用酚醛樹脂復配的阻燃劑ＦＲ-５進行了比較（比較例３）試驗,ＦＲ-５對ＨＩＰＳ雖然也有很好的阻燃效果,但阻燃材料的機械性能卻大幅度降低。這說明加入酚醛樹脂后,可以改善制品的機械強度。

  ４結語由高相對分子質量的熱塑性酚醛樹脂與兩種無鹵阻燃劑復配的阻燃劑,用于聚烯烴和苯乙烯系樹脂不僅阻燃性優異,無熔滴、低發煙,還可以提高阻燃材料的拉伸強度,并保持延伸率和缺口沖擊強度基本不降低。