近年來,塑木復合材料作為一種綠色環保型材料在國內取得了飛速的發展,因其具有優異的抗沖擊性能、加工性能,而且材料光滑平整易于后期裝飾,因此在建筑、包裝、室內外裝飾等方面都得到了廣泛應用,并且具有多種發展方向。塑木復合材料的阻燃劑種類繁多,根據化學成分可分有機型和無機型。磷系阻燃劑能更好促進材料的成炭現象,其中聚磷酸銨(APP)具有低煙、無毒的優點,目前被大量用于聚丙烯(PP)、塑木等的阻燃。無機氫氧化物阻燃劑因其無毒無害,燃燒時不會產生有毒氣體且價格低廉,已經成為最常用的阻燃劑。常用無機氫氧化物阻燃劑主要有氫氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂(MH)。有研究阻燃劑采用APP和ATH,依次采用烘干、混合、熱壓等工藝,制備出阻燃型塑木復合材料,然后改變兩種阻燃劑的配比,探究純APP的用量、磷鋁阻燃劑復配在阻燃塑木復合材料時產生的協效作用。

為改善塑木復合材料的阻燃性能,拓寬塑木的功能性,以聚磷酸銨(APP)和氫氧化鋁(ATH)為阻燃劑,通過高速混合和熱壓的方式制備出松木粉/PE復合材料,進而研究APP/ATH協效阻燃劑的不同質量比對塑木 極限氧指數、垂直燃燒性能及燃燒殘炭形貌的影響。結果表明,APP復配ATH樣本的LOI均優于單獨添加APP以及單獨添加ATH樣本的LOI。當m(APP):m(ATH)=2∶1時,樣本的LOI值最高;當APP和ATH的質量比為2∶1和1∶2時,樣本的垂直燃燒等級均達到V-0級。通過掃描電鏡觀察,樣本中阻燃劑APP和ATH的質量比為2∶1時,炭層結構更加完整致密;樣本中阻燃劑APP和ATH的質量比為1∶2時,樣本燃燒后的表層結構變得較為松散,表面的縫隙和孔洞也相應增多。塑木的LOI值會隨著聚磷酸銨用量的增加而逐漸增大,是聚磷酸銨的氣相稀釋機制所致,點燃樣品后分解成NH3和水蒸氣,稀釋空氣和揮發性氣體;另外,聚磷酸銨降解形成的炭層也起到了減少助燃物、降低表層溫度的作用。一定程度提高復合材料的阻燃性能。未添加阻燃劑的復合材料的燃燒殘留物質幾乎無成炭跡象。向復合材料中添加的阻燃劑為純APP時,火焰熄滅后材料表面出現了大量的裂縫,這些裂縫的存在在一定程度上能阻隔火焰蔓延時材料表面和助燃劑的接觸,并起到降溫作用。
摘編自:《APP/ATH對木塑復合材料的協效阻燃》侯慧穎等







