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免噴塗及高灼熱絲阻燃聚丙烯的抗老化研究(轉)

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免噴塗及高灼熱絲阻燃聚丙烯的抗老化研究(轉)

發布日期:2020-05-22 作者:peng 點擊:

聚丙烯(PP) 具有優良的綜合性能,廣泛應用於國民生產生活各個領域。采用PP材料製成的許多製件因應用環境的變化,經常遭受光和熱的攻擊而易發生老化現象,因此對PP相關材料進行抗老化研究至關重要。免噴塗PP材料常作為汽車的外觀件使用,在使用過程中直接與環境當中的光和熱接觸,因此需要考慮使用過程中因為受熱而導致的變色問題;高灼熱絲阻燃PP材料廣泛應用於各類電器中,針對其室外老化應用需求也在不斷增長,此類材料的耐候及力學性能是否滿足使用要求,是值得關注的問題。為此,現分享兩篇關於免噴塗PP材料和高灼熱絲阻燃PP材料的抗老化研究文章。


免噴塗PP材料的抗老化研究


東莞工程塑料公司在免噴塗PP材料中采用了鋁顏料,這是由於鋁顏料通過鋁錠的熔融霧化與球磨等工藝製備,大規模使用的鋁顏料呈現銀元狀,具有較大的徑厚比,通過提高材料對入射光線的鏡麵反射來實現金屬效果。主要研究了鋁顏料添加量和粒徑對免噴塗PP材料的抗熱氧老化性能的影響。

01

材料配方

將PP,POE,滑石粉和抗氧劑等按照質量比63.6∶16∶20∶0.4 稱取,將其總量設為100份,以此為基礎,再按表1設計的鋁顏料配方,向上述物料中添加鋁顏料。

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02

實驗結果

(1)綜合色差(ΔE) 和色相的數據可以得知,鋁顏料的加入起到了降低PP材料本身熱老化變色的作用,而PP材料的熱老化變色主要源於色相的變黃,通過鋁顏料配色後的PP材料的ΔE降低源於材料變黃程度的下降,而隨著鋁顏料粒徑變大,PP材料變黃程度總體增加。


(2)所有的樣品在經過熱老化之後,其拉伸強度和彎曲強度都有一定的提高,說明無論添加鋁顏料與否以及添加的鋁顏料粒徑存在的差異如何,整個熱老化變色過程並不涉及明顯的PP分子鏈的破壞,因而不同粒徑的鋁顏料配色的材料在經過熱老化之後顯示的變色程度差異也並非由於其加入導致PP分子降解所致。


(3)隨著抗氧劑含量的提高,老化後的材料變色情況變得更為嚴重,這說明了PP老化黃化的絕大部分原因來自於抗氧劑的存在。


(4)鋁顏料的片層結構,可以起到遮蓋樹脂基體的作用從而遮蓋掉因抗氧劑引起的黃化變色現象,進而降低PP在熱老化過程中的黃化表現,隨著鋁顏料粒徑變小以及添加量提高,變色程度降低。


(5)在鋁顏料的粒徑小於20 μm同時添加量大於2份時可以達到較好的抗熱氧老化變色的效果。


高灼熱絲阻燃PP材料的抗老化研究


廣東塑膠原料有限公司采用含溴阻燃劑或氮磷膨脹阻燃劑(IFR)、複合抗氧劑、光穩定劑和紫外線吸收劑製備了一種耐紫外高灼熱絲阻燃聚丙烯材料。首先通過阻燃、灼熱絲、紫外加速老化等試驗比較了聚丙烯常用阻燃劑以及自製高成炭阻燃劑對材料阻燃性能的影響,從而優選出較好的阻燃劑;因340 nm紫外加速老化可以很好地模擬日光中的紫外波段以及較高的加速倍率,故在優選阻燃劑的基礎上采用340 nm紫外加速老化設備模擬了日光對添加不同抗紫外老化助劑的聚丙烯材料性能的影響,進而對抗紫外老化助劑配方體係進行了優選。

01

原料

(1)采用的阻燃劑有十溴二苯乙烷(DBDPE) 、三氧化二銻(Sb2O3)、市售氮磷膨脹阻燃劑(IFR) (氮元素含量約21%,磷元素含量約22%)和自製的高成炭複配氮磷膨脹阻燃劑(IFR–S) (氮元素含量約20%,磷元素含量約24%)。


(2)采用的抗紫外老化助劑包括聚烯烴類亞磷酸酯抗氧劑(AO–1)、聚烯烴類受阻酚型抗氧劑(AO–2)、聚烯烴類硫代酯類輔助抗氧劑(AO–3)、高分子量低堿性受阻胺(AO–4)、抗紫外線自由基捕獲劑——苯甲酸酯類光穩定劑(UV–1)、三嗪類紫外線吸收劑(UV–2) (UVA/UVB吸收)和苯並三氮唑類紫外線吸收劑(UV–3) (UVA吸收)。

02

實驗結果

(1)在聚丙烯與阻燃劑質量比為62∶38的條件下,含鹵阻燃劑DBDPE/Sb2O3 與無鹵阻燃劑IFR均可使聚丙烯達到UL 94 V–0 (1.6 mm) 的阻燃等級,而自製高成炭無鹵阻燃劑IFR–S 在較低含量下(聚丙烯與IFR–S 質量比為65∶35)可實現相同的阻燃效果。


(2)與含鹵阻燃劑DBDPE/Sb2O3相比,無鹵阻燃劑IFR及IFR–S可使聚丙烯通過灼熱絲起燃溫度(GWIT)850℃試驗,且在紫外加速老化中ΔE的變化較小。


(3)在相同抗氧劑體係下,含鹵阻燃體係紫外加速老化28 d後的ΔE是無鹵膨脹阻燃體係的三倍左右。


(4)紫外線吸收劑可以大大改善耐紫外高灼熱絲阻燃聚丙烯材料的耐紫外老化性能。


(5)在聚丙烯/IFR–S質量比為65∶35的條件下,加入低堿性複合抗氧劑體係(AO–1/2/4,三種抗氧劑的用量均為0.3份)以及0.3份苯甲酸酯類光穩定劑(UV–1)和0.3份苯並三氮唑類紫外線吸收劑(UV–3),製備了UL 94阻燃等級為V–0、可通過GWIT 850℃試驗的耐紫外高灼熱絲阻燃聚丙烯材料,其經28 d紫外加速老化後的ΔE為0.72,拉伸強度下降1 MPa,缺口衝擊強度下降3 J/m,阻燃性能保持不變。


本文網址:http://www.cornersound.com/news/382.html

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