膨脹阻燃EVA體系燃燒性能和阻燃機理的研究.pdf

1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以其優(yōu)良的物理與化學性能被廣泛應用于電線電纜領域、建筑、家電等領域。但由于其易燃,極限氧指數(shù)只有18％,故在很多應用場合需要對其進行阻燃處理。近年來,由于環(huán)保的原因,含鹵阻燃劑的應用受到了限制,因此,對無鹵環(huán)保阻燃材料需求越來越大。磷氮膨脹型阻燃劑(IFR)(包括酸源)具有低毒和低煙的特點,可膨脹石墨(EG)無毒、低煙。用于阻燃材料符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢,已成為當前膨脹型阻燃劑研究的熱點,但目前對IFR和

2、可膨脹石墨協(xié)同阻燃EVA的報道幾乎沒有。本文以阻燃EVA樹脂為研究目標,選用磷氮膨脹阻燃劑(IFR)(包括酸源APP、炭源PER、氣源MEL)、可膨脹石墨(EG)以及二者的協(xié)同三個阻燃體系,采用錐形量熱儀(CONE)、熱失重分析儀、UL-94垂直燃燒實驗儀等測試方法,重點研究了阻燃EVA體系的燃燒性能、熱失重行為、熱分解動力學以及成炭結構,并探討了其阻燃機理和協(xié)同阻燃效應,以期獲得綜合性能最佳的EVA阻燃體系。
　　 一、研究了

3、IFR阻燃EVA阻燃體系。通過采用不同添加量和組分質(zhì)量配比阻燃EVA,與純EVA相比,IFR的加入能夠提高燃燒性能,當APP:PER=4:1時氧指數(shù)最高,達到28.5%,MEL的加入使其燃燒性能有所下降,通過CONE測試證明IFR阻燃EVA的阻燃機理為凝聚相阻燃,IFR的加入能夠有效降低EVA/IFR體系的HRR、MLR和SPR等,并且具有較好的抑煙效果。
　　 二、研究了EG阻燃EVA阻燃體系。采用不同粒徑的EG阻燃EVA材料

4、,結果表明,EG的加入使得協(xié)同材料的燃燒性能顯著提高,尤其是氧指數(shù)提高顯著,不同粒徑EG的阻燃效果不同,粒徑越大,阻燃效果越好,但對物理性能的影響也較大。CONE測試表明,EG阻燃EVA體系的PHRR和MHRR、PMLR和MMLR具備“前單峰型”的特征,體現(xiàn)了典型的凝聚相阻燃機理。EG形成的炭層質(zhì)量較好,能夠耐高溫,可以有效發(fā)揮隔熱隔氧作用,抑制基體EVA的分解,同時能夠保護EVA交聯(lián)成炭產(chǎn)物,提高材料的阻燃性能。
　　 三、研