2fae=ingLiU氨氧化错对6化硫化胶阻燃性能的影响罗权阴,王真智华南理工大学高分子系广东广州燃效果。研究结果表明,氨氧化铅对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶具有良好的阻燃效果。在氨氧化铅的用量不超过100份时,随着氨氧化招用量增大,硫化胶的燃烧速率降低和离火媳灭时间缩短;氨氧化铅用量为60 ~80份时,硫化胶的阻燃性能和物理性能达到最佳平衡。氨氧化招与=氧化二巧或畦橡胶并用能产生较好的阻燃协同效应。
随着橡胶。塑料和复合聚合物在矿山设备、交通工具、家用电器、现代家俱和航空航天器等领域的广泛应用,提高高分子材料的阻燃性能成为十分重要的研究课题11.
由于利用阻燃剂来制备阻燃制品具有王艺简单和加工方便等优点,因此这技术得到广泛的应用2~9.本研巧通过测定硫化胶燃烧速率和离火媳灭时间来考察氨氧化铅对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶的阻燃效果。
1实验11原材料淀法白炭黑,广州人民化工厂产品;氨氧化铅,广州新港化工厂产品氨氧化镇,北京试剂厂产品=氧化二铺,上海试剂四厂产品;活橡胶,牌号玄吉林化学工业公司产品其余均为橡胶工业常用原材料。
12试验配方沉淀法白炭0硫化剂15阻燃剂变品种、用量。
―玉0促进剂化软化剂10作者简化罗权厉194乐,副哪哲厉厉酌弓,广东开平人,华南理王大学13工芝和设备胶料混炼低温小巧距硫化特性测试诚样硫化硫化时间为90.
设备:XK160型开炼机,广东湛江机械厂产品肛11型振荡圆盘转子硫化仪,上海橡胶机械厂产品25 1电热平板硫化机,浙江湖州宏图机械厂产品。1.4物理性能和阻燃性能测试硫化胶拉伸性能、撕裂强度和邵尔A型硬度分别按8/了528―9么66/了529―92和GB/T52标准测试。
硫化胶阻燃性能即离火媳灭时间从试样离开本生灯起到试样停止燃烧的时间和燃烧速率按2408/了1996标准测试。燃烧速率计算式为:t离火媳灭时间,8.
2结果与讨论2.1NBR与其它胶种的阻燃性能比较NBR与其它胶种的阻燃性能比较。
从表l可W看化与NR涨R和EPD硫化胶5区硫化巧的燃烧速率低且离火媳灭时NBR与其它胶种硫化胶的阻燃性能比较硫化时间160燃烧速率/离火炮灭时间/f离火即灭£:氨氧化铅的用量为40份;各胶料硫化剂和促进剂品种不同。
间短,即NBR硫化胶的阻燃性能优于NR,SBR和EPD硫化胶但与R硫化胶相比,NBR硫化胶的阻燃性能明显较差。R阻燃性能远远超过其它几个胶种的原因是:是种自媳性材料,分子内含有大量的氯原子,遇火时只碳化而不会使火焰蔓延,即R离开火源后其分解出的氯化氨会立即使火焰媳灭。但由于R在燃烧时会放出有毒的氯气,因此其应用受到很大限制。
从阻燃、耐油、耐热和无毒等多方面综合考虑,选择NBR作为阻燃材料的主体材料最佳。
2.2几种常用阻燃剂的阻燃性能比较添加型阻燃剂的品种很多,仅市售品种就有近百种。几种常用阻燃剂对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶阻燃性能的影响。从化镇的阻燃效果更为思著。氨氧化铅硫化胶的燃烧速率和离火媳灭时间分别仅为空白试样的45和%。氨氧化铅对降低硫化胶燃烧速率和缩短硫化胶离火媳灭时间有如此大的作用完全取决于1氧化铅的结构。氨氧化侣又叫氧化铅H水合概分子式为Al203°3H诚,在受热温度高于°时,它会放出结晶水,吸收大量热量,降低硫化胶温度,阻止硫化胶进步分解;同时,氨氧化铅脱水产生的水蒸汽又能稀释火焰区内可燃气化降低燃烧速率。另外,氨氧化铅还能促进硫化胶的燃烧区形成碳化层,阻止热和氧进步进入硫化胶141.
几种常用阻燃剂的阻燃效果比较空白氨氧化铅氨氧化氧化读氧化二铅四棚酸轴桂橡胶阻燃剂用量/份离火媳灭时间/iii化8注:硫化条件为160t:X8in.
从表2还可抖看出,氨氧化镑对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶的阻燃效果比氨氧化铅更好。但由于氨氧化镑的脱水反应比氨氧化铅发生得迟、工艺性能比氨氧化铅差混炼时粘及价格比氨氧化铅高,因此本研究选用氨氧化铅作阻燃剂。
23氨氧化锅用量对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶性能的影响氨氧化铅用量对沉淀法白炭骨康NBR硫化胶阻燃性能和物理性能的影响见图1和2.从图1可抖看化随着氨氧化侣用量大,硫化胶燃烧速率降低和离火媳灭时间缩短;当氨氧化锅的用量达到说份扁硫化胶燃烧速率降低和离火媳灭时间缩短的趋势减缓当氨氧化铅用量达到100份后,硫化胶燃烧速率和NBR硫化胶阻燃性能的影响注同表2增大,硫化胶的阻燃性能不再变化。这可解释3阻燃剂并用对沉淀法白炭黑补化巧量/份氧氧化铅用量对沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶物理性能的影响中的分散和相容接近饱和状态,即其阻燃性能达到极限,再增多的氨氧化错则只会降低硫化胶的物理性能,而不能改变硫化胶的阻燃性能。
从图2看出,随氨氧化侣用量大,硫化胶各项性能变劣当氨氧化铅的用量达到撕份后,变化趋势减缓。
综合考虑,氨氧化铅的用量为60~撕份最佳。
2.4阻燃剂并用对硫化胶阻燃性能的影口向从上面的分析可抖得出,虽然氨氧化铅有较好的阻燃效果,但其用量不宜太赢否则会影响硫化胶的物理性能。为进步改善沉淀法白炭黑补强的NBR硫化胶的阻燃性能,进行了氨氧化铅与其它阻燃剂并用的试验,试验结果见强的胃硫化胶阻燃性能的影响氨氧化铅/云氧化二铅氨氧化招/畦橡胶阻燃剂用量/份燃烧速率/.
往:同表2.
二练并用时,硫化胶的燃烧速率比氨氧化铅和兰氧化二锐单用时低,离火媳灭时间短,即硫化胶的阻燃性能明显改善。氨氧化铅与插橡胶并用也有相同的结果。这说明氨氧化铅与兰氧化二练和氨氧化铅与插橡胶并用具有较好的阻燃协同效应。另外,氨氧化铅与其它阻燃剂并用时,由于其用量不大,硫化胶的物理性能可得到保证。
25硫化体系对硫化胶阻燃性能的响众所周知,交联键类型对硫化胶耐热性能影响很大,含单硫键多的硫化胶耐热性能明显优于含多硫键多的硫化胶。由于交联键的类型主要由硫化体系决定,因此为考察交联键类型只寸硫化胶阻燃性能的影响,对不同硫化体系进行了试验,试验结果见表4.从表4看出,3种硫化体系的硫化胶燃烧速率和离火媳灭时间有较大差异,这说明硫化体系对硫化胶阻燃性能有较大影响。进步分析表规普通硫化体系硫化体系对沉淀法白炭黑补强的阻燃性能普通硫化半有效硫有效硫化体系化体系体系燃烧速率/.…
离火媳灭时间/s拒普通硫化体系;硫黄/促进剂0//促进剂1]10 2_25/1.20/0.10半有效硫化体系;硫黄/促进剂0促进剂罪。50/ 1.00/200有效硫化体系:促进剂呃00.氨氧化铅的用量为40你。硫化条件为160心8硫键多的硫化胶优于有效硫化体系硫化的硫化胶含单硫键多的硫化胶,这与交联键类型对硫化胶耐热性能的影响相反。可见,使硫化胶交联键断裂的燃烧和受热反应机理不同。
硫化胶有较好的阻燃效果,其用量为说~80份时,硫化胶的阻燃性能和物理性能达到最佳平曼/也用史巧氨氧化铅与H氧化二并用和氨氧化铅与桂橡胶并用有较好的阻燃协同效应。
硫化体系对硫化胶的阻燃性能有较大影响,普通硫化体系的阻燃效果优于有效和半有效硫化体系。
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