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稀土复合体系阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-1-16 2:00:28 |
稀土复合体系阻燃剂实验配方。欧玉湘、李锦等人采用高纯度合成氢氧化镁为研究对象。氢氧化镁的处理方式采用干法和湿法两种，湿法是将稀土表面改性剂预溶于有机溶剂，对氢氧化镁进行包覆活化处理；干法是将稀土表面活性剂与氢氧化镁共混搅拌，加热至110℃，保持10min，进行直接活化处理。并将活化前后的氢氧化镁样品分别进行阻燃配方实验。聚丙烯基础树脂为燕山石化生产的PP2401，氢氧化镁的添加量为65%。
采用稀土复合体系阻燃剂处理过的填充配方2#与未处理的填料配方1#相比，热变形温度有明显变化。2#配方比1#配方的热变形温度高出16.5度。说明经稀土复合体系阻燃剂处理过的填料对热变形温度的提高有很好的作用。力学性能也发生明显改变。2#配方的综合性能优于1#。缺口冲击强度近乎翻倍；弯曲强度提高8%。
稀土复合体系阻燃剂在无卤阻燃聚丙烯中的应用。尽管文献报导有很多无卤阻燃剂成功地应用于聚烯烃的阻燃，但是除了少数磷氮体系的膨胀型阻燃剂外，真正投入工业化应用的无卤阻燃剂仍以氢氧化镁和氢氧化铝等无机阻燃剂为主。通常，欲达到阻燃性能要求，氢氧化镁的添加量高达60%以上，虽然满足了阻燃要求，聚丙烯的基本物理机械性能却大大恶化，原因在于氢氧化镁与聚丙烯不兼容。如何解决氢氧化镁的表面活化处理成为提升无卤阻燃聚丙烯综合性能的关键。
稀土复合体系阻燃剂测试数据。加工前，将氢氧化镁原料与高聚物PP同时置入真空干燥箱中，在真空度0.09MPa、温度110℃下干燥至恒重，冷却后取出按以下配方进行称量。
将称量好的混合物置入高速搅拌机中混匀后，用双螺杆挤出机在200℃下挤出、造粒。
聚丙烯加入65%的未处理氢氧化镁后，虽然阻燃性能得到了大幅度提高（阻燃级别达到V-0，氧指数接近30），但机械性能，尤其是伸长率明显下降，这主要是氢氧化镁高添加量和表面亲水疏油性引起的。活化处理后的氢氧化镁由于表面性质得到了改善，使其在聚丙烯中的分散性及其与聚丙烯的兼容性得到明显改善。
当将其加入PP时，与空白PP树脂相比，以其阻燃的PP力学性能也呈下降趋势，但与未活化处理氢氧化镁阻燃PP相比，伸长率和缺口冲击强度有较大程度的提高（伸长率可提高几十到一百倍，缺口冲击强度提高两到三倍），拉伸强度和弯曲强度的改善不明显。同时，其表面感观得到大大的改善。由表4还可以看出改性后的氢氧化镁抑烟性能得到进一步提高。
对同一种氢氧化镁，对比干、湿法两组数据可以看出，干法处理表现为拉伸强度、弯曲强度和垂直燃烧方面比湿法略有优势，而伸长率和缺口冲击强度略弱于湿法。
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接热法和三氯化磷冷法磷 ，将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯，继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。
上述实验结果表明，针对高聚物/无机矿物粉体阻燃复合增强体系，采用稀土表面改性剂活化处理无机矿物粉体可有效提高无机矿物粉体和高聚物基材的兼容性，具体表现为：
（1）PA66/稀土活化层状硅酸盐阻燃复合体系相对于未经活化处理的复合体系，热变形温度显著上升，拉伸、弯曲强度也有所改善。
（2）PA6/稀土活化硅酸盐阻燃复合体系相对于未经活化处理的复合体系，热变形温度明显提高，机械性能得到全面提升。
（3）PP/稀土活化氢氧化镁阻燃复合体系相对于未经活化处理的复合体系，伸长率和缺口冲击强度得到明显提升，且产品表观状态也明显改善。
（4）稀土表面改性剂对高聚物/无机矿物粉体阻燃复合增强体系的阻燃性能无不良影响。
因此，稀土表面改性剂对于无机矿物粉体的活化处理在不影响阻燃性能的前提下，有效地改善了无机矿物粉体与聚合物基体树脂的兼容性，全面提升了阻燃复合体系的机械性能。
塑料材料具有阻燃性不仅是公共安全需要，更是人民生活品质提高的需要。从建筑保温板到彩电、空调、电饭煲、电磁炉等小家电产品，生产中都会用到阻燃剂，如果少用或者使用不良阻燃剂，不仅存在安全隐患，同时还可能因为材料表面迁移、挥发影响健康。
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