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3种阻燃剂对聚乙烯基木塑地板性能的影响研究

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-03 编辑:阅读

木塑复合材料(WPC)是一种新型的环保材料,具有比塑料更好的拉伸强度,弯曲强度和抗蠕变性。它具有比木材更好的尺寸稳定性和可加工性。以及可回收利用等,主要用于木板,栏杆,铁路轨枕,汽车产品。由于植物纤维和塑料均为易燃物质,因此木塑复合材料不具有阻燃性,存在一定的安全隐患,限制了其在家具,室内装饰材料等领域的应用。因此,对阻燃木塑复合材料的研究可以扩大其应用领域,提高其市场价值,保护人们的生命财产安全,具有重要的研究意义。目前,木塑复合材料的研究包括界面改性,木塑复合材料的耐老化性和耐腐蚀性。对于木塑复合材料的阻燃剂,工业领域主要使用卤素,磷,膨胀阻燃剂和无机氢氧化物。在国内外,已经研究了木塑复合材料的阻燃性。例如,Abu Bakar等人对膨胀型阻燃剂对聚丙烯复合材料阻燃效果的影响进行了研究,表明与单独的多磷酸(APP)相比,三聚氰胺具有协同作用。聚丙烯/木粉(PP/WF)复合材料的阻燃性可以进一步提高。 Graca等人研究了氢氧化铝对聚乙烯/木粉(PE/WF)复合材料的阻燃作用,表明使用氢氧化铝作为阻燃剂可以有效改善木塑复合材料的阻燃性能,但是材料降低了耐用性。董吉等。使用多磷酸(APP),季戊四醇(PER)和自制的碳发泡剂(CFA)作为膨胀体系,表明该膨胀体系可改善复合材料的氧指数和炭形成,并改善材料的拉伸性。强度和弯曲强度。为了发展低成本,高性能的木塑地板,作者基于高速混合和挤出成型技术制备了阻燃木塑地板,并研究了三种阻燃剂(卤素阻燃剂,无机阻燃剂)。燃料,氮,磷阻燃剂对木塑地板24.0h吸水率,弯曲破坏载荷,氧指数和烟密度等级的影响,探索工业化制备阻燃木塑地板的工艺参数,实现阻燃木塑地板的工业生产奠定了基础。

1实验材料与方法

1.1实验材料

橡胶木Heevespp。木粉:由云南省西双版纳地区生产,经工厂加工后,将原料干燥至含水量为2.0%至3.0%,目数为60-100。聚乙烯:聚乙烯饮料瓶是回收的颗粒,密度为0.92 gcm-3。阻燃剂:FRA十溴二苯醚,FR-B氢氧化铝,FR-C氮磷阻燃剂[m(聚磷酸铵):m(三聚氰胺)=3:1],山东潍坊远东阳塑胶科技有限公司。

1.2实验计划

将木粉(WF),聚乙烯(PE),阻燃剂(FR),偶联剂和其他添加剂按照相应的公式在高速混合机中于°C混合20分钟,转速为1500 rmin-1。将混合物通过同向旋转双螺杆造粒机制粒,制粒时间为15-18min,温度为130-175℃,旋转速度为300rmin-1。然后,将其通过锥形双螺杆挤出机挤出,冷却并切割以获得最终的测试片。

1.3性能测试

按照国家标准GB/T-2009《木塑地板》测试吸水率和弯曲破坏载荷24.0h;氧指数表示材料的阻燃性,值越高,材料越难。根据国家标准GB/T2406.2- 2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》测试,样品尺寸为mm×10mm×4mm,样品数量为1015;根据国家标准GB/T8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》测试烟气密度,样品尺寸为25mm×25mm×6mm。样品数量为3。

2结果与分析

研究了三种阻燃剂对木塑地板吸水率,弯曲破坏载荷,氧指数和烟密度水平的影响。

2.1阻燃剂对24.0h吸水率的影响

图1表明,经阻燃处理的木塑地板在24.0h的吸水率显著高于未经阻燃处理的对照样品。添加氮磷阻燃剂的木塑地板的最大吸水率24.0h时为2.32%,比对照样品高152.0%,但仍符合国家标准GB/T-2009《木塑地板》的要求。需要吸水率(<;3.0%)。

2.2阻燃剂对弯曲破坏载荷的影响

经阻燃处理的木塑复合地板弯曲破坏载荷明显低于未经阻燃处理的对照样品。这是因为在加入三种阻燃剂后,一些阻燃剂会覆盖马来酸酐接枝的相容剂pp的表面,影响木粉与塑料的界面结合,从而影响木塑地板。板材的机械性能。三种阻燃剂对木塑复合地板的弯曲破坏荷载降低了10.5%~27.4%。fr-a-溴化二苯醚木塑复合地板的弯曲破坏荷载比对照降低27.4%。但在公共场所,fr-a十溴二苯醚木塑地板的弯曲破坏荷载仍符合国家标准gb/t-2009[0x9a8b]。负载(>;2500N)要求。

2.3阻燃剂对氧指数的影响

对照样品的氧指数为20.37,说明木塑地板是易燃的。与对照样品相比,添加三种阻燃剂能显著提高木塑地板的氧指数。fr-c氮磷阻燃木塑材料的氧指数最高,比对照样品高34.4%。这是由于聚磷酸铵(app)分解和脱氨产生聚酰胺。由于木粉中含有大量的纤维素和含碳多羟基化合物的半纤维素,在聚磷酸的催化下脱水成碳,在木塑复合材料表面形成致密的碳化保护层。其次,三聚氰胺(mel)通过加热释放惰性气体,从而降低碳含量。可燃气体、稀释氧在混合阻燃体系中起协同作用。阻燃剂fr-a对木塑地板的氧指数最小,但比对照样品高25.2%,说明添加阻燃剂能有效提高木塑地板的阻燃性能。

2.4阻燃剂对烟密度等级的影响

阻燃木塑地板烟密度等级测试结果表明,烟密度等级越低,抑烟效果越好。经阻燃处理的木塑地板的烟密度等级与未经阻燃处理的对照样品不同,说明阻燃剂的种类对木塑地板的烟密度等级有影响。其中,fr-a十溴二苯醚木塑地板的烟密度等级为60.31,比对照样品高72.7%,说明卤素阻燃剂的抑烟效果较差。fr-b氢氧化铝木塑地板的烟密度等级明显低于对照,降低了24.9%,说明无机阻燃剂具有一定的抑烟效果。一定的抑烟效果。这可能是由于无机阻燃剂在高温下分解成水,可以稀释可燃气体,降低烟浓度,从而降低烟密度。所有木塑地板的烟密度等级均能满足国家标准gb8624-2006[0x9a8b]对b1级建筑材料烟密度等级的要求(<;75.0)。

3结论

添加了3种阻燃木塑地板的24.0h吸水率和弯曲破坏载荷,以满足国家标准GB/T-2009《木塑地板》的要求,添加的24.0h吸水率氢氧化铝木塑地板的建筑面积为1.36%。氮磷阻燃木塑地板的弯曲破坏载荷高达5698N。

三种阻燃木塑地板的氧指数明显提高,氮磷阻燃剂木塑地板的氧指数提高了34.4%。木塑地板的烟雾密度等级显示出不同的变化,表明木塑地板的烟雾。密度水平受阻燃剂类型的影响。

基于以上分析,我们可以初步确定阻燃木塑地板的工业化生产是可行的,但是木塑地板的烟气密度水平需要降低,烟气在火中的毒性仍有待研究。

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