聚氯乙烯阻燃性能试验

孙艳玲，赵博丹

（沈阳橡胶研究设计院有限公司，辽宁 沈阳 110021）

聚氯乙烯阻燃性能试验

孙艳玲，赵博丹

（沈阳橡胶研究设计院有限公司，辽宁 沈阳 110021）

单独使用氢氧化铝或氢氧化镁作为阻燃剂，不但加入量大，而且阻燃效果不理想，且对软质PVC的力学性能有较大的影响，加入ZB， Sb2O3，TBP，氯化石蜡（M-50）及钼酸铵后所组成的各个复合阻燃体系有着良好的阻燃效果。由于加入Sb2O3或TBP后分别形成卤-锑协效，卤-磷协效，此两体系均有较好的阻燃效果。此外金属氢氧化物-ZB-Sb2O3复合阻燃体系由于存在协同效应所以也有较好的阻燃效果及力学性能。实验得出PVC 100份，DOP 60份，Mg（OH）224份，Sb2O33份，，氯化石蜡（M～50）2份，钼酸铵1份时，阻燃效果最好。PVC为100份，DOP为40份，AL（OH）3为30份，ZB为10份时，阻燃效果最好。

软质PVC；阻燃；金属氢氧化物；氧指数

聚氯乙烯（PVC），主要成分为聚氯乙烯，耐腐蚀、牢固耐用，PVC可分为软质PVC和硬质PVC，其中硬质PVC大约占市场的三分之二，软质PVC一般是用于地板、天花板及皮革的表层，由于软PVC容易变脆，不易保存，所以其使用范围收到了局限。近几年，软质PVC广泛的被用于化工、建筑、通讯、纺织和交通等行业中。但软质PVC材料由于在其生产、加工过程中添加助剂等存在易燃的缺点，且燃烧产生的毒烟很大，对人身、财产等形成巨大的危害，因此对软质PVC阻燃性能进行研究、试验。

1 实验部分

1.1 实验药品与仪器

1.2 实验工艺

表1 实验药品

表2 实验仪器

按配方配料→称量→高速混合机捏合→排料→单螺杆挤出→平板硫化机模压进行制样

1.3 实验步骤

1.3.1 阻燃物料的混合

按配比配好基料，高速混合机预热至40～50 ℃后将配好的基料投入高速混合机中，先低速混合2 min在高速混合至90 ℃后出料，再按配方加入阻燃剂由低速到高速混合2 min。

1.3.2 挤出机工艺条件加料段温度：130～140 ℃塑化段温度：140～150 ℃挤出段温度：150～160 ℃

1.3.3 试样的制备

将混合好的阻燃配料放入挤出机中挤出，后用平板硫化机模压制样。将厚3 mm试样做成规格为70×6.5×3（mm）试样，用于测试氧指数。将厚2 mm试样用标准拉伸试样裁刀裁好，用以测试拉伸性能。

1.3.4 氧指数的测试

按国标（GB）测试出各个试样的氧指数。

1.3.5 力学性能的测试

按国标（GB），以100 mm/min的拉伸速率。将测得拉伸强度、断裂伸长率。

1.3.6 配方设计

表3 阻燃配方

基料：PVC，100份；DOP，40份；三盐，2份；PbSt，1份；钛白，1份。

表4 阻燃配方

基料：PVC，100份；DOP，60份；三盐，2份；PbSt，1份；钛白，1份。

2 实验结果及讨论

2.1 Al(OH)3、Mg(OH)2、Sb2O3和 ZB对PVC氧指数和力学性能的影响

表5 阻燃剂对PVC氧指数和力学性能的影响

基本配方：PVC，100份；DOP，40份；三盐，2份；PbSt，1份；钛白，1份。

由表5可以看出：在未加入阻燃剂时氧指数仅为27.7%，而单独使用40份氢氧Mg（OH）2或Al（OH）3作为阻燃剂时，氧指数只提高了一个百分点达到28.7%。当单独使用Mg（OH）2时拉伸强度下降到16.4 MPa，断裂伸长率下降到117%。当单独使用Al（OH）3时拉伸强度下降到16.3 MPa，断裂伸长率下降到106%。可见两者对软质PVC都有阻燃性，但对力学性能影响大［1］。

由表5中配方4、5可以看出，当加入5份Sb2O3取代Mg（OH）2或Al（OH）3后，PVC的氧指数提高到36.2%、33.5%，这是由于当PVC中的氯与Sb2O3中的锑形成卤-锑协同效应，所以有很好的阻燃效果。由于加入了Sb2O3取代了金属氢氧化物，力学性能有所变化。

由表5中配方3、5、7可以看出，当加入5份ZB时氧指数达到33.5%，当加入10份时ZB时氧指数达到35.7%，这是因为硼酸锌形成——使体系有着很好的阻燃效果。

由表5中配方8、9可以看出，当Al（OH）3为30份，ZB及Sb2O3均为5份时PVC氧指数达到38.7%。当Mg（OH）2为30份，ZB及Sb2O3均为5份时氧指数达到38.2%。可见Al（OH）3/Mg（OH）2-ZB-Sb2O3复合体系阻燃效果很好，同时可以看出，在此复合体系中Al（OH）3-ZB-Sb2O3复合阻燃效果比Mg（OH）2-ZB-

表6 阻燃剂的阻燃效果及其力学性能的影响

2.2 氯化石蜡、TBP和钼酸铵ZB对Mg（OH）2-ZB-Sb2O3复合体系PVC氧指数和力学性能的影响

基本配方：PVC，100份；DOP，60份；三盐，2份；PbSt，1份；钛白，1份。

由表6配方1可以看出，PVC100份，DOP加入量为60份时氧指数下降到25.5%，比PVC100份，DOP量为40份时的氧指数明显下降，但拉伸强度达到17.3 MPa，断裂伸长率达到243%。

由表6配方3、4进行对比可以看出，阻燃剂为20份的Mg（OH）2，10份Sb2O3，氧指数达到29.2%，硬度为84A，拉伸强度为14.5MPa，断裂伸长率为204%。而20份的Mg（OH）2，10份的ZB氧指数为28.2%，硬度为85A，拉伸强度为16.1MPa，断裂伸长率为240%。由此可以看出，Mg（OH）2-ZB的复合阻燃效果与Mg（OH）2-Sb2O3复合体系的阻燃效果相差不多，但力学性能比Mg（OH）2-Sb2O3复合体系要好。

由表6配方2、5两组实验结果可以看出，当以2份氯化石蜡（M-50）取代ZB后阻燃效果提高，在2，10两组实验结果可以同样看出这个结果。但加入了氯化石蜡（M-50），力学性能有所回升。

由表6配方8、9、10、11可以明显看出，加入1份钼酸铵后氧指数达到31.2%，阻燃效果很好。在配方12中可以看到加入3份TBP后氧指数达到31.2%，且硬度最小为82A，拉伸强度与断裂伸长率均有所上升。这是由于加入TBP后形成卤-磷协效，所以有着良好的阻燃效果，且TBP本身有增塑的作用所以硬度最小［2］。

基料：PVC100份、DOP60份、三盐2份、PbSt1份、钛白1份。

表7 阻燃剂的阻燃效果及其对力学性能的影响

由表7可以看出PVC为100份，DOP为60份，阻燃剂总份数为40份时，总体阻燃效果比表7的配方中PVC为100份，DOP为60份，阻燃剂总份数为30份时的阻燃效果好。

由配方16实验结果可以看出，加入少量的钼酸铵后阻燃效果好。

3 结论

（1）随着DOP的加入量增多，软质PVC的阻燃性随之而下降。

（2）Mg（OH）2或Al（OH）3作为阻燃剂使用时，其阻燃效果不高，且对软质PVC的力学性能影响较大，所以不适宜单独使用。卤-锑协效有着好的阻燃效果。Sb2O3-ZB的协同阻燃效果较好，当Sb2O3/ ZB为1：1时，阻燃效果较好。其中硼酸锌对软质PVC力学性能影响比Sb2O3稍大。氯化石蜡（M-50）对软质PVC的阻燃效果较Sb2O3及ZB差一些，但其对软质PVC的力学性能影响小［3］。卤-磷阻燃体系有较好的协同阻燃效应，加入少量的TBP便可得到较好的阻燃效果，且力学性能较好。少量的钼酸铵具有较好的阻燃效果，说明协同阻燃效果好。

（3）PVC，100份，DOP，60份，Mg（OH）2，24份，Sb2O3，3份，，氯化石蜡（M～50），2份，钼酸铵1份时，阻燃效果最好且力学性能好。PVC为100份，DOP为40份，Al（OH）3为30份，ZB为10份时，阻燃效果最好且力学性能好。

［1] Proceeding of American Fire Retardant Chemical Association. Lancaster（ PA）：FRCA，1995， 1997， 1999，2001.

［2] Green J. Flame-retarding Ploymers. New York：CRC Press，Lnc.，19696

［3] Proceedings of the Flame Retardants. London： Elsevier Applied Science， 1993， 1994， 1998.

（R-02）

我国轮胎企业在国外建厂概况

目前，我国已经有5家企业在国外建设轮胎生产厂，分别为赛轮金宇集团在越南建480万条半钢子午胎。

5.6万条工程子午胎；玲珑公司在泰国建1200万条半钢子午胎，120万条全钢子午胎；中策集团在泰国建500万条半钢子午胎；森麒麟公司在泰国建1200万条半钢子午胎；奥戈瑞公司在印度尼西亚建800万条半钢子午胎，200万条全钢子午胎。

（燕丰供稿）

沙特Sadara投产朱拜勒LLDPE装置

新近，沙特阿美和陶氏化学的合资企业Sadara化学公司在沙特朱拜勒的37.5万吨/年低密度聚乙烯（LLDPE）装置建成投产。该装置采用美国陶氏化学的专利技术进行生产E。它是朱拜勒工业城二期Sadara一体化生产地在建的26套世界级规模的装置中第一个投产的，也是首次在中东地区使用炼油厂的液体石脑油作为原料进行生产。

（燕丰供稿）

PVC flame retardant performance test

PVC flame retardant performance test

Sun Yanling, Zhao Bodan
(Shenyang Rubber Research & Design Institute Co., Ltd., Shenyang 110021, Liaoning, China)

Taking aluminum hydroxide or magnesium hydroxide alone as a flame retardant is not ideal, not only the amount is larger, but also has a greater influence on the mechanical properties of soft PVC. After adding ZB, Sb2O3, TBP, chlorinated paraffi n (M-50) and ammonium molybdate, each composite flame retardant system has a good effect. Since halogen - antimony synergist and halogen - phosphorus synergist are formed after adding Sb2O3 or TBP, these two systems have better flame-retardant effect. Furthermore, since there is a synergistic effect, metal hydroxide-ZB-Sb2O3 composite flame retardant system has a good effect and mechanical properties. Experimental results show that: When the formula is 100 parts of PVC, 60 parts of DOP, 24 parts of Mg(OH)2, 3 parts of Sb2O3, 2 parts of chlorinated paraffi n (M-50) and 1 part of ammonium molybdate, the system has the best flame-retardant effect. When the formula is 100 parts of PVC, 40 parts of DOP, 30 parts of Al(OH)3, 10 parts of ZB, the system has the best flame-retardant effect.

soft PVC; fi re-retardant; metal hydroxide; oxygen index

TQ330.43

1009-797X（2016）01-0043-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.01.017

孙艳玲（1983-），女，工程师，硕士研究生，主要从事橡塑研究工作。

2015-10-19