新型阻燃剂水滑石在EVA复合材料中的燃烧特性和阻燃性能
《稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》范文
《稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》篇一一、引言稀土类水滑石作为一种新型无机阻燃材料，在聚乳酸（PLA）材料中具有广阔的应用前景。
本文旨在研究稀土类水滑石的制备方法，并探讨其在聚乳酸中的阻燃、抑烟效果。
通过对稀土类水滑石的结构和性能进行深入研究，为聚乳酸材料的阻燃、抑烟性能提供理论依据和实验支持。
二、稀土类水滑石的制备1. 材料与设备本实验所需材料包括稀土元素、碱性溶液、镁盐等原料，以及相应的合成设备，如反应釜、离心机等。
2. 制备方法本实验采用共沉淀法合成稀土类水滑石。
首先，将稀土元素与碱性溶液混合，制备出稀土溶液；其次，将镁盐与另一碱性溶液混合，形成镁盐溶液；最后，将两种溶液混合并控制反应条件，使二者共沉淀生成稀土类水滑石。
3. 制备过程中的影响因素制备过程中，需控制反应温度、pH值、反应时间等关键参数，以获得性能优异的稀土类水滑石。
三、稀土类水滑石的结构与性能分析通过XRD、SEM等手段对制得的稀土类水滑石进行结构与性能分析。
结果表明，制得的稀土类水滑石具有较好的结晶度和层状结构，有利于提高其在聚乳酸中的阻燃、抑烟效果。
四、稀土类水滑石在聚乳酸中的阻燃、抑烟应用研究1. 实验方法将制得的稀土类水滑石与聚乳酸进行共混，制备出含稀土类水滑石的聚乳酸复合材料。
通过垂直燃烧试验、极限氧指数测试等方法，评估其在聚乳酸中的阻燃、抑烟效果。
2. 结果与讨论实验结果表明，添加稀土类水滑石的聚乳酸复合材料具有较好的阻燃、抑烟性能。
随着稀土类水滑石含量的增加，聚乳酸的阻燃性能得到显著提高，烟密度也有所降低。
此外，稀土类水滑石的加入对聚乳酸的力学性能影响较小，具有较好的应用前景。
五、结论本研究成功制备了稀土类水滑石，并通过实验证实了其在聚乳酸中具有良好的阻燃、抑烟效果。
这为聚乳酸材料的阻燃、抑烟性能提供了新的研究方向和应用途径。
同时，为推动稀土类水滑石在聚乳酸及其他高分子材料中的应用提供了理论依据和实验支持。
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《稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》篇一一、引言稀土元素由于其独特的物理化学性质，在现代材料科学中具有重要的应用价值。
稀土类水滑石作为一种新型无机非金属材料，其结构特殊，性能优良，尤其在聚合物阻燃、抑烟方面表现出极大的潜力。
本文以稀土类水滑石的制备为出发点，探讨其在聚乳酸（PLA）中阻燃、抑烟的应用研究。
二、稀土类水滑石的制备1. 材料与设备本实验所需材料包括稀土氧化物、氢氧化物、无机盐等，设备包括高温炉、搅拌器、离心机等。
2. 制备方法采用共沉淀法，将稀土盐溶液与碱溶液混合，在一定的温度和pH值下进行共沉淀反应，经过滤、洗涤、干燥、煅烧等工艺过程，得到稀土类水滑石。
三、稀土类水滑石的结构与性能通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对制备的稀土类水滑石进行结构分析，发现其具有典型的层状结构，且层间含有稀土元素。
此外，该材料具有较高的热稳定性、阻燃性和抑烟性。
四、稀土类水滑石在聚乳酸中的应用1. 阻燃性能研究将稀土类水滑石与聚乳酸进行共混，制备出含稀土类水滑石的聚乳酸复合材料。
通过垂直燃烧法、极限氧指数法等测试手段，发现该复合材料具有优异的阻燃性能。
这主要归因于稀土类水滑石的高热稳定性和在高温下产生的稀土氧化物催化作用。
2. 抑烟性能研究采用烟密度测试仪等设备对复合材料的抑烟性能进行测试。
结果表明，加入稀土类水滑石的聚乳酸复合材料在燃烧过程中产生的烟量明显减少，具有较好的抑烟效果。
这得益于稀土类水滑石的高比表面积和丰富的孔隙结构，有利于吸附和分解燃烧过程中产生的烟气。
五、结论本文成功制备了稀土类水滑石，并研究了其在聚乳酸中的阻燃、抑烟应用。
结果表明，该材料具有良好的阻燃和抑烟性能，可以显著提高聚乳酸的火灾安全性能。
因此，稀土类水滑石在聚合物阻燃、抑烟领域具有广阔的应用前景。
未来可进一步研究其与其他聚合物的复合应用，以及优化制备工艺和性能调控等方面的工作。
《稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》篇二摘要：本文着重研究了稀土类水滑石的制备工艺，并探讨了其在聚乳酸中的阻燃、抑烟效果。
聚氨酯／镁铝水滑石复合材料的制备及阻燃性能研究
近年来 ， 随着重 大火 灾次 数的增多 以及 塑料焚烧造成 的
Ｃ ａ ｏ Ｑ ｉ ｒ ｔ ｇ
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１ ． １ ． ２ 样 品 制备
二次污染等 问题 的 出现 ， 使得 有 机 阻燃 剂 的应用 受 到 了限
制， 阻燃剂 的无 卤化 已成 为 阻燃剂行 业发 展 的主流 ， 无机 阻
燃剂如氢氧化铝 、 氢 氧化镁等得 到 了迅速 的发展 。但 由于无
采用液相沉淀法制备镁铝水 滑石微粉 ， 纳米镁铝水滑石
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水系阻燃剂：水系阻燃剂的介绍
水系阻燃剂：水系阻燃剂的介绍
阻燃剂是阻止可燃物质燃烧的化学物质，它们通常被添加到塑料、纤维或涂料
等产品中，以增加它们的防火性能和减少火灾的危险。
其中，水系阻燃剂作为一种新型环保阻燃剂，具有独特的优点，本文将对水系阻燃剂进行介绍。
水系阻燃剂的作用原理
水系阻燃剂是以水为载体的阻燃剂，主要成分为磷酸盐、氧化铝、氢氧化铝等。
当火焰遇到添加了水系阻燃剂的材料时，阻燃剂会吸收热量，使火势迅速减弱，在阻止火焰蔓延的同时，还能有效地抑制烟雾和有毒气体的排放。
水系阻燃剂的优点
环保性
相较于传统的阻燃剂，水系阻燃剂无毒无害，不会对环境造成任何损害，体现
了环保减排的理念。
安全性
水系阻燃剂在燃烧时，不会产生任何有害物质，能够有效地降低火灾的危险。
阻燃效果好
水系阻燃剂可有效地抑制火势，它能够在一定程度上保护生命财产安全。
可调性强
水系阻燃剂的阻燃效果可以根据产品具体的使用要求进行调整，因此具有很强
的可调性。
水系阻燃剂的应用领域
水系阻燃剂在广泛地应用于建筑、汽车、家电、电子电路板、航空航天等领域，其中尤以建筑领域为主，因为火灾在建筑物中造成的伤亡和物质损失是最为严重的。
水系阻燃剂在建筑中的应用，可以减少火灾事故，保护建筑物、家庭和人的安全。
在汽车和飞机上的应用，可以有效地提高其防火性能，减少人员的伤亡和财产损失。
结论
水系阻燃剂作为一种新型的环保阻燃剂，在防火性能和环保性方面具有很大的潜力和市场。
随着人们对生命财产安全的重视和环保意识的不断提高，水系阻燃剂的应用前景不断扩大，将会成为未来防火领域的一大趋势。
类水滑石材料及其在阻燃方面的研究进展
.综述.类水滑石材料及其在阻燃方面的研究进展王晓卡，裴广斌，王茜，王晓川（洛阳中超新材料股份有限公司，河南洛阳471000）摘要综述了类水滑石（LDHs ）阻燃剂结构特点以及在热稳定、阻燃等方面的应用研究。
主要 介绍了多元水滑石、阴离子插层类水滑石的阻燃研究进展以及类水滑石与其他阻燃剂的协同效应，并对类水滑石的发展进行了展望。
关键词 类水滑石；多元水滑石；阴离子插层改性；阻燃中图分类号:TQ314.24 + 8文献标志码:A文章编号：1009-5993 （2019 ）02-0001-04The Research Progress of LDHs and Their Flame Retarding PropertiesWANG Xiao-ka , PEI Guang-bin # WANG Qian # WANG Xiao-chuan（Luoyang Zhongchso New Materials Co. , Ltd. , Luoyang 471000, Henan Provincs , China ）Abstract : The thesis introduced the structuraS characteristics oO layared doubla hydroxides （ LDHs ） andthe characteristics and applicction of LDHs as a thermaS stabilizer and flame retardant were reviewed. The research progress of flame retardant of the polybasic hydrotalc 让0 and the anionic intercalated hydro - talcitt and the synereetic effection of hydrotalcite and other flame retardante were beery introduced. Fi nally, the research trends of LDHs were prospected.Key words : LDHs ； the polybasic hydrotalcite ； the anionic interedated hydrotalcite ； synereetic作用，因而极具开发潜学2,。
水滑石在防火涂料中的阻燃机理
水滑石在防火涂料中的阻燃机理有句俗话说得好“防火防盗防师兄”，防火排在第一位，可见防火的紧要性。
随着防火观念的普及，防火涂料因涂饰工艺简便，防火性能优异，其应用越来越广泛，特别是在学校、工厂等人流密集的公共场所。
防火涂料重要是通过涂覆在材料表面起到防火、隔热的作用，在防火涂料配方中添加防火填料可以使涂料耐火性能加强，并降低可燃气体的排放，提高炭层质量，使得炭层更加致密，从而起到隔火隔热作用，能够有效防止火势快速扩散。
水滑石（LDH）是一种带正电荷的金属氧化物层和带负电的阴离子构成的纳米层状材料，以水滑石为添加型防火填料制备的防火涂料，具有良好的阻燃性能。
防火涂料的制备工艺水滑石对防火涂料性能的影响（1）水滑石的添加可以使炭层更加均匀致密，坚固，使得炭层能够较好的隔绝火焰，使得涂层防火性能加强，增长耐燃时间。
（2）水滑石可以提高防火涂料的成炭量.（3）水滑石可以改善防火涂料的释烟性能，降低烟密度等级。
水滑石的阻燃机理水滑石在防火涂料中的阻燃机理为固相阻燃机理，当防火涂料受热时，首先水滑石层间自由水受热分解，并带走一热量；连续受热，水滑石层板间的结合水脱去，带走热量，并有一碳酸根受热分解成二氧化碳，二氧化碳为不燃气体，和水蒸气一起逸出不仅能带走热量，还能稀释空气中的氧浓度。
在接下来的燃烧过程中，水滑石因脱水，层间氢键小时，层板坍塌，片层结构游离于防火涂料中心，与此同时，膨胀型防火涂料IFR体系发挥作用，聚磷酸铵APP受热分解形成磷酸、焦磷酸等物质，促进基体和季戊四醇PER成炭，形成熔融炭质层，坍塌的水滑石片层结构游离于熔融质炭层当中加强炭层强度，加上气源三聚氰胺MEL的分解，产生氨气、氮气等不燃性气体，逸出访得熔融质炭层膨胀，并带走热量，膨胀炭层随着持续加热而渐渐稳固，起到隔火隔热的作用，保护基体，使得基体不连续分解，达到阻燃的目的。
《2024年稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》范文
《稀土类水滑石的制备及其在聚乳酸中阻燃、抑烟的应用研究》篇一一、引言随着人们对环保意识的提高，生物可降解塑料聚乳酸（PLA）的应用日益广泛。
然而，PLA的易燃性限制了其在实际应用中的推广。
因此，提高PLA的阻燃性能和抑烟效果成为了研究的热点。
稀土类水滑石作为一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃和抑烟性能，被广泛应用于各类聚合物材料中。
本文将重点研究稀土类水滑石的制备方法及其在聚乳酸中的阻燃、抑烟应用。
二、稀土类水滑石的制备1. 原料与设备本实验采用稀土氧化物、无机盐等为原料，使用搅拌器、烘箱、高温炉等设备进行制备。
2. 制备方法采用共沉淀法，将稀土盐溶液与碱性溶液混合，经过搅拌、沉淀、洗涤、干燥和煅烧等步骤，得到稀土类水滑石。
通过控制煅烧温度和时间，可调整其晶体结构和形貌。
3. 性能表征采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对制备得到的稀土类水滑石进行表征，以确定其晶体结构、形貌和粒径等性能。
三、稀土类水滑石在聚乳酸中的阻燃、抑烟应用1. 实验方法将制备得到的稀土类水滑石与PLA进行共混，通过熔融共混法制备出含稀土类水滑石的PLA复合材料。
然后，对复合材料进行阻燃和抑烟性能测试。
2. 结果与讨论（1）阻燃性能：通过垂直燃烧测试和极限氧指数测试等方法，发现添加稀土类水滑石的PLA复合材料具有优异的阻燃性能。
随着稀土类水滑石含量的增加，复合材料的阻燃性能逐渐提高。
（2）抑烟性能：采用烟密度测试和烟气成分分析等方法，发现添加稀土类水滑石的PLA复合材料具有明显的抑烟效果。
稀土类水滑石能够降低烟气的生成量和烟气中的有害成分含量，提高烟气的安全性。
（3）性能分析：通过SEM观察复合材料的微观结构，发现稀土类水滑石在PLA基体中分散均匀，与PLA基体具有良好的相容性。
此外，通过热重分析（TGA）等方法研究复合材料的热稳定性，发现添加稀土类水滑石可以提高PLA的热稳定性。
四、结论本文研究了稀土类水滑石的制备方法及其在聚乳酸中的阻燃、抑烟应用。
镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性与机理
镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性与机理
纪文涛;郭潇潇;陈志滔;蔡冲冲;王燕
【期刊名称】《爆炸与冲击》
【年(卷),期】2024(44)4
【摘要】为寻求新型、清洁、高效的聚乙烯粉尘爆炸抑制剂,将镁铝水滑石用于聚乙烯粉尘爆炸抑制,并从爆炸超压和最低着火温度两方面,分析了镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性,并与氢氧化铝、氢氧化镁进行对比。
结果表明,镁铝水滑石对聚乙烯粉尘爆炸超压和最低着火温度的抑制作用均优于氢氧化铝和氢氧化镁。
在爆炸超压的抑制方面,在抑制比为2时,镁铝水滑石可完全抑制聚乙烯粉尘爆炸,而氢氧化铝和氢氧化镁对聚乙烯达到完全抑爆所需的抑制比分别为4和5。
最低着火温度的抑制方面,抑制比为1时,镁铝水滑石可使聚乙烯粉尘的最低着火温度提高290℃,大于氢氧化铝的260℃和氢氧化镁的250℃。
此外,结合镁铝水滑石的热解特性及红外光谱,从物理作用和化学作用两个方面对聚乙烯粉尘爆炸的抑制机理进行分析,揭示了阻断爆炸反应的进程。
【总页数】12页(P157-168)
【作者】纪文涛;郭潇潇;陈志滔;蔡冲冲;王燕
【作者单位】河南理工大学安全科学与工程学院;河南省燃爆动力灾害预警与应急工程技术研究中心;河南理工大学煤炭安全生产与清洁利用省部共建协同创新中心【正文语种】中文
【中图分类】O389;X937
【相关文献】
1.焙烧镁铝水滑石对棉粕水提液中棉酚的吸附性能及吸附机理研究
2.尿素水热法制备锌镁铝多元水滑石及形成机理
3.纳米晶镁铝水滑石/聚乙烯复合阻燃料的制备
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5.镁铝和锌铝水滑石作为润滑油添加剂的摩擦性能和机理（英文）
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EVA阻燃材料的制备与性能研究
ＥＶＡ阻燃材料的制备与性能研究颜渊巍，高玮，熊昌义，胡钊，黄自华（株洲时代新材料科技股份有限公司）摘要：通过极限氧指数、垂直燃烧、烟密度、锥形量热、扫描电子显微镜等表征方法，研究了不同用量自制哌嗪类膨胀阻燃剂（ＩＦＲ）对乙烯－醋酸乙烯共聚物（ＥＶＡ）的阻燃作用。
结果表明，添加３０％（质量分数，下同）ＩＦＲ的ＥＶＡ材料极限氧指数能达到３７％，ＵＬ９４垂直燃烧达到Ｖ－０级，有焰、无焰烟密度均很低，热释放速率峰值降至１５６ｋＷ／ｍ２，仅仅只有纯ＥＶＡ的２１．８％，燃烧后形成了致密的膨胀炭层；该阻燃材料具有很低的吸湿率，力学性能保持较好，且能满足ＲｏＨＳ环保要求。
关键词：膨胀阻燃剂；乙烯－醋酸乙烯共聚物；阻燃性能；吸湿率；环保前言ＥＶＡ树脂普遍存在易燃易滴落，同时在燃烧过程中会伴随产生有毒有害气体，限制了ＥＶＡ树脂在家用电器、建筑工业、装潢材料、电线电缆等领域的应用。
为改善ＥＶＡ阻燃性能，目前常用阻燃剂大多为卤系阻燃剂和高填充金属氢氧化物。
通常情况下，卤素阻燃剂具有较好的阻燃效果，但其在燃烧过程中极易释放有毒有害气体，污染严重，不符合环保要求。
无机阻燃剂具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低和成本低等优势，但由于与聚合物基体相容性较差，添加量大，使得材料的力学性能下降明显。
膨胀型阻燃剂是近年来发展起来的一种新型无卤阻燃剂，主要由酸源、炭源和气源三部分组成，主要是通过形成多孔膨胀、均匀致密的炭层，附着在材料的表面，起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴作用。
但传统的膨胀阻燃剂存在成炭效率低、加工稳定性差、易吸潮、易迁出等缺点，不利于材料性能稳定。
本论文采用的自制ＩＦＲ是一款应用于热塑性聚烯烃的磷、氮型无卤环保型阻燃剂，产品不含聚磷酸铵，具有耐高温、不析出、耐水的特性。
选用自制哌嗪类膨胀阻燃剂改善ＥＶＡ阻燃性能，通过氧指数、垂直燃烧、烟密度、锥形量热、扫描电子显微镜等表征方法，研究不同用量ＩＦＲ对ＥＶＡ阻燃性能的影响，改善ＥＶＡ阻燃性能，并保持低吸湿率、较好力学强度和环保性能。
水滑石类功能材料的特性分析及其阻燃应用
第39卷第12期2020年12月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.39㊀No.12December,2020水滑石类功能材料的特性分析及其阻燃应用邹㊀瑜(福建省建筑科学研究院有限责任公司,福建省绿色建筑技术重点实验室,福州㊀350000)摘要:水滑石类化合物(LDHs)是一类具有特殊结构与功能的新型层状材料㊂介绍了LDHs 的化学组成㊁结构和性质,对典型LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)热分解行为和阻燃机理进行了分析㊂最后从主体层板调控㊁功能性客体插层㊁协同效应三个方面对LDHs 在阻燃领域的应用进行了综述㊂关键词:水滑石类化合物;化学组成;结构;性质;阻燃机理;阻燃应用中图分类号:TQ13;TQ314.24㊀㊀文献标识码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2020)12-4034-09Characteristic Analysis of Layered Double Hydroxides Functional Materials and Its Flame Retardant ApplicationZOU Yu(Fujian Provincial Key Laboratory of Green Building Technology,Fujian Academy of Building Research Co.,Ltd.,Fuzhou 350000,China)Abstract :Hydrotalcite-like compounds,also known as layered double hydroxides (LDHs),are a new type of layered materials with special structure and function.Chemical composition,structure and properties of LDHs were introduced,and the thermal decomposition behavior and flame retardant mechanism of typical LDHs (Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)were analyzed.Finally,the application of LDHs in the field of flame retardant was reviewed from the three aspects of main layer regulation,functional guest intercalation,and synergistic effects.Key words :LDHs;chemical component;structure;property;flame retardant mechanism;flame retardant application作者简介:邹㊀瑜(1989 ),男,工程师㊂主要从事建筑防火与阻燃的研究㊂E-mail:maxmous@0㊀引㊀言水滑石类化合物是一类具有特殊结构与功能的新型层状材料[1],包括水滑石(Hydrotalcite,HT)和类水滑石(Hydrotalcite-Like Compound,HTLC),又称为层状双羟基复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs),LDHs 最突出的特点是具有主体层板结构和层间离子的可交换性,利用这一特性可实现层板金属离子调变和功能性客体插层引入层间空隙,从而形成一系列新型超分子复合功能材料㊂天然LDHs 最早于1842年在瑞典矿层被发现,由于产量极其稀少,人们开始对其人工合成方法进行研究㊂1942年,Feitknecht 等[2]首次通过共沉淀方法人工合成出了LDHs,并设想其为双层结构模型㊂1969年,Allmann 等[3]通过测定单晶结构,首次确定了LDHs 的层状结构㊂LDHs 独特的结构和性质使其在催化剂㊁离子吸附材料㊁阻燃材料等方面逐步得到应用和发展㊂相较于传统卤系阻燃剂,LDHs 作为一种新型无机无卤阻燃材料,稳定性好且绿色环保,使用过程中不释放有毒气体,同时兼具阻燃㊁抑烟㊁填充等功能,还可根据其独特的结构和性质从分子水平进行调控,因而极具开发潜力㊂本文就LDHs 的化学组成,结构和性质进行描述,对典型的LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)进行热分解行为的分析,对其作为阻燃剂的阻燃机理进行阐述,并从主体层板调控㊁功能性客体插层和协同效应三个方面综述LDHs 在阻燃领域的应用进展㊂第12期邹㊀瑜:水滑石类功能材料的特性分析及其阻燃应用4035㊀1㊀LDHs 的化学组成㊁结构和性质1.1㊀LDHs 的化学组成LDHs 主体成分一般由两种金属氢氧化物组成,典型LDHs 的化学组成在1915年才被报道,即化合物Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O㊂随着后续研究的深入,人们提出了其化学组成通式:[M 2+1-x M 3+x (OH)2]x +(A n -)x/n ㊃m H 2O,其中M 2+代表二价金属阳离子,M 3+代表三价金属阳离子,M 2+可部分被离子半径相近的M 3+同晶取代,从而使其层结构发生改变,主体层板带正电荷;A n -是层间阴离子,如CO 2-3㊁NO -3㊁Cl -杂多阴离子等,层间阴离子与主体层板正电荷相平衡,使LDHs 整体呈电中性;x 是M 3+与(M 2++M 3+)的摩尔比,通常在0.20~0.33之间[4-5],m 为层间水分子个数㊂研究表明,只要二价金属阳离子M 2+㊁三价金属阳离子M 3+的离子半径与Mg 2+(0.065nm)相差不大就能形成LDHs㊂能形成LDHs 的常见二价金属阳离子有Mg 2+㊁Zn 2+㊁Ni 2+㊁Cu 2+㊁Co 2+㊁Ca 2+等,三价阳离子有Al 3+㊁Cr 3+㊁Mn 3+㊁Fe 3+等㊂通常M 2+与M 3+的比例可以在一定范围内进行调控,从而得到不同组成的LDHs㊂Rives [6]详细研究了能形成LDHs 的部分M 2+和M 3+的有效组合㊂随着研究的深入,LDHs 制备技术突飞猛进,主体层板金属离子不再局限于2种,金属离子化合价也不再局限于二价和三价,三元甚至四元LDHs 也不断被合成出来[7-9]㊂Velu 等[10-11]报道的四价金属离子Sn 4+和Zr 4+能进入主体层板,可形成单相MgAlSn(Zr)-LDHs㊂LDHs 主体层板与层间客体阴离子的相互作用力主要有共价键㊁静电作用㊁氢键及范德华力等,这也是客体插层的主要驱动力㊂现有的研究表明[12-16],几乎任何类型阴离子都可通过相互作用力插层进入LDHs层间,比如简单的无机阴离子CO 2-3㊁NO -3㊁OH -㊁Cl -等,有机阴离子SO 2-4㊁PO 3-4㊁十二烷基硫酸根㊁C 6H 4(COO)2-2等,以及各种聚合物㊁配合物,甚至生物活性分子㊂阴离子的电荷密度㊁价态㊁数量及与主体层板相互作用力大小决定了其在LDHs 层间的空间排布,而不同排列方式最终影响LDHs 的结构和性质㊂1.2㊀LDHs的结构分析图1㊀LDHs 的结构示意图Fig.1㊀Schematic diagram of the structure of LDHs LDHs 属于层状化合物,由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过有序组装而成㊂它的结构类似于水镁石Mg(OH)2,主体层板金属M(M 表示金属)离子位于正八面体中心,并与位于正八面体6个顶点上的OH -以配位键结合,由MO 6八面体共用棱边进而扩展形成单元层,层与层间通过氢键和静电作用力相缔合,水以结晶水形式存在层间[17]㊂LDHs 的结构示意图如图1所示㊂利用扫描电子显微镜(SEM)对LDHs 进行表面形貌结构分析,直接观察其形貌尺寸和分布情况㊂图2是典型的LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)的SEM 照片㊂从图中可以看出LDHs 样品呈现非常明显的叶片层状形貌㊂运用X 射线衍射(XRD)分析可以更深入全面地获得LDHs 的结构信息,如晶相结构㊁晶胞参数㊁组织形态以及晶粒尺寸等[18]㊂笔者对不同镁铝摩尔比(Mg /Al =2㊁3㊁4)的LDHs 样品进行了XRD 表征,2θ=5ʎ~70ʎ,结果如图3所示㊂由图3可以看出,不同镁铝摩尔比的LDHs 样品均具有典型的水滑石特征衍射峰,即(003)㊁(006)㊁(009)㊁(015)㊁(018)㊁(110)和(113)晶面衍射峰位置和强度与标准镁铝水滑石(PDF 14-0191)XRD 特征峰吻合,由此可证明调变金属阳离子比例能够得到晶相结构完整㊁结晶度高的LDHs㊂同时通过调变金属阳离子种类仍可以得到较好的LDHs 样品㊂图4为不同二价金属阳离子系列水滑石的XRD 谱,可知除了CuAl-LDHs,其他ZnAl-LDHs㊁NiAl-LDHs㊁CoAl-LDHs㊁MgAl-LDHs 样品均具有非常明显的水滑石特征衍射峰,由于Cu 2+的d 轨道不对称,所构成的八面体具有姜-泰勒效应[19-20],易形成氧化铜,在合成CuAl-LDHs 过程中更易生成八面体复合盐,而不是水滑石层板结构㊂4036㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷图2㊀典型的LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)的SEM 照片Fig.2㊀SEM images of typical LDHs (Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)图3㊀不同Mg /Al 摩尔比水滑石XRD 谱Fig.3㊀XRD patterns of LDHs with different Mg /Al molarratios 图4㊀不同二价金属阳离子系列水滑石XRD 谱Fig.4㊀XRD patterns of LDHs with different divalent metal cation series1.3㊀LDHs 的性质LDHs 的化学组成和独特的层状结构赋予其多种性质,如碱性㊁层板和层间离子的可调控性㊁热稳定性㊁记忆效应和阻燃性能等㊂LDHs 的碱性强弱与主体层板中二价金属阳离子碱性强弱相一致㊂一般LDHs 的比表面积较小,其表观碱性相对较弱,但经一定温度的焙烧后则表现出较强的碱性[21-22]㊂比如MgAl-LDHs 经过500ħ焙烧后产物Mg(Al)O 碱性分布类似于MgO,含有O -2提供的强碱性位㊁Mg-O 离子对提供的中强碱性位和OH -提供的弱碱性位㊂LDHs 的化学组成和结构特点决定其具有独特的层板阳离子可调控性及层间阴离子可交换性㊂新的层板金属离子组合和层间阴离子的引入,能够得到不同性能的LDHs,从而实现新型功能材料的开发,具有巨大的应用价值㊂目前LDHs 在催化剂[23-24]㊁离子交换与水处理[25-26]㊁复合材料[27]㊁活性分子存储[28-29]㊁阻燃材料[30-32]㊁拓扑化学制备[33-34]等诸多方面得到了应用㊂LDHs 的热稳定性与其层状结构具有密切联系,在热处理下LDHs 将经历物理吸附水脱除㊁层间结晶水脱除㊁层间阴离子的热分解和层板羟基脱除等过程[35]㊂一般说来,在温度不超过600ħ时,LDHs 的有序层状结构并未完全被破坏,将生成双金属复合氧化物(LDO),而此时把LDO 加入到含有某种阴离子的溶液介质中,其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs [36],此性质即为LDHs 的记忆效应㊂利用这一效应,可将LDHs 应用于离子交换㊁水处理和吸附等领域[37]㊂值得注意的是,当LDHs 热处理温度超过600ħ后,层状结构坍塌,待层板羟基完全脱除后将形成尖晶石相结构,此时LDHs 记忆效应消失,无法恢复成原来的层状结构㊂LDHs 具有阻燃性能㊂LDHs 分解温度范围(200~800ħ)较大,在受热时将吸收大量的热,能降低体系温度,同时其结构组成中含有的层间结晶水和层板羟基及层间阴离子将以水蒸气和CO 2等气体的形式脱第12期邹㊀瑜:水滑石类功能材料的特性分析及其阻燃应用4037㊀出,起到稀释燃烧气体浓度㊁稀释助燃物O 2浓度的作用㊂LDHs 的层间结晶水㊁层板羟基以及层间阴离子在不同的温度段内脱离层板,从而可在非常宽的范围内释放阻燃物质㊂同时LDHs 在阻燃过程中,由于吸热量大能降低燃烧中心温度,其分解后产物能够吸收酸性烟气,不流出有毒物质,因此可作为无卤高抑烟阻燃剂,广泛应用于橡胶㊁塑料㊁涂料等材料[38]㊂LDHs 在阻燃领域的应用将在后文详细阐述,此处不再赘述㊂2㊀LDHs 热分解和阻燃机理分析2.1㊀热分解分析图5㊀典型的LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)的TG-DTA 曲线Fig.5㊀TG-DTA curves of typical LDHs (Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)为探究LDHs 的阻燃机理,使用热重差热法(TG-DTA)对LDHs 的热分解过程进行分析㊂大量实验表明[35,39-42],LDHs 的热分解主要包括两个过程:(1)在室温~250ħ阶段主要是样品晶粒物理吸附水和层间结晶水的脱除;(2)高于250ħ的阶段是层间阴离子的热分解和层板羟基脱除㊂图5是典型的LDHs(Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O)的TG-DTA 曲线㊂由图可见,DTA 曲线上有两个明显的吸热峰,对应的TG 曲线显示有两个明显的失重台阶,表明该水滑石样品热分解过程中存在两个阶段㊂第一阶段:吸热峰在200~250ħ范围内,最大失重峰温为220ħ,这个阶段对应的是吸附水和层间结晶水的脱除,此时仍保持层状结构,样品质量损失约13%,发生如式(1)所示化学变化㊂Mg 6Al 2(OH)16CO 3㊃4H 2O ңMg 6Al 2(OH)16CO 3+4H 2Oʏ(1)㊀㊀第二阶段:吸热峰在400~450ħ范围内,最大失重峰温为416ħ,这个阶段对应的是层间阴离子的热分解和层板上OH -的脱除,标志着水滑石层状结构被破坏,此阶段质量损失约为32%㊂温度超过600ħ之后,DTA 曲线没有明显的吸热峰,TG 曲线表示仅有少量质量损失,此时层板上仅剩余OH -持续脱除,超过700ħ后,质量不再变化,此时层状结构完全破坏,形成固熔体[43]㊂这个阶段化学变化如式(2)所示㊂Mg 6Al 2(OH)16CO 3ң6MgO +Al 2O 3+CO 2ʏ+8H 2Oʏ(2)㊀㊀运用TG-DTA 可以对LDHs 的热分解机理函数进行分析,通常选用非等温法来进行[44]㊂由于LDHs 的热分解属于A (s)ңB (s)+C (g)类型的反应,线性升温条件下,常用的热分解动力学方程有微分式和积分式,分别如式(3)㊁式(4)所示㊂d αd T =A βexp -E RT ()f (α)(3)g (α)=ʏA βexp -E RT ()d T (4)式中:f (α)和g (α)是热分解动力学机理函数;α是温度T 时的热分解百分数;β是线性升温速率,ħ/min;A 为指前因子,s -1;T 为温度,K;E 为活化能,J /mol;R 为理想气体常数,J /(mol㊃K)㊂谢鲜梅等[45]利用TG-DTG 详细研究了镁铝摩尔比为3时LDHs 的热分解行为,并应用微分法(Achar 法)和积分法(Sativa-Sestak 法)分别求出其热分解机理函数㊂研究表明,镁铝类水滑石两个热分解过程中的最可几机理函数所对应的积分机理函数均为:g (α)=(1-α)-1-1(5)第一阶段热分解表观活化能E 1为46.99~48.66kJ /mol,ln A 1为12.73~13.60;第二阶段热分解表观活化能E 2为141.00~144.02kJ /mol,ln A 2为14.50~19.43㊂2.2㊀阻燃机理分析LDHs 因其独特的层板结构和组成离子的可调控性,在阻燃材料领域兼有传统氢氧化镁和氢氧化铝的4038㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷优点,又能扬长避短克服它们各自的不足,同时具有阻燃㊁抑烟㊁填充多种功能[46]㊂阻燃剂主要是在材料燃烧过程中阻止或减缓燃烧的进行,不同阻燃剂其阻燃机理不一㊂大量研究证明[47-49],LDHs在材料燃烧过程中会通过一系列物理化学变化起到明显的阻燃效果,可分别从冷却㊁隔离㊁窒息和化学抑制四个方面来分析其阻燃机理㊂LDHs受热后,在其第一阶段热分解过程中会释放出大量的吸附水和层间结晶水,第二阶段热分解过程则伴随着持续的层板羟基和层间阴离子的脱除,这两个阶段都会吸收大量的热量,从而降低燃烧物周围温度,减缓其热分解速率,降低燃烧速度㊂受热产生的大量水蒸气和二氧化碳气体在吸收热量的同时,也能稀释燃烧区域可燃气体和氧气的浓度,从而减慢或阻止燃烧的进行㊂随着LDHs层板羟基和层间阴离子的脱除,层状结构遭到破坏,晶相结构发生变化,形成由层板阳离子金属组成的固熔体物质,牢牢吸附在燃烧物表面隔离空气中的氧气,阻止燃烧的进行㊂LDHs具有较大的比表面积,在受热分解过程中形成具有高分散强碱性的Mg(Al)O等活性位点,同时对材料燃烧过程中产生的酸性气体起到极强的吸附作用,从而起到抑烟的作用,并且对燃烧过程中自由基的吸附和阻断也能起到一定作用㊂3㊀LDHs在阻燃领域的应用人类的生活离不开各种有机材料,但大多数有机材料可燃,易燃,为减少其带来的火灾威胁,必须添加阻燃剂以提高材料的阻燃性能㊂目前使用最广的阻燃剂是卤系阻燃剂,但其弊端明显,作用时易产生大量烟雾及有毒有害气体,易造成 二次灾害 ,不符合现代安全环保理念㊂因此,开发高效㊁无毒㊁无卤㊁少烟的新型阻燃剂将是未来阻燃剂的发展方向㊂LDHs安全,无毒,不产生有毒有害气体,具有优良的阻燃和抑烟性能,是一种很有前景的阻燃剂㊂相较于传统的Mg(OH)2和Al(OH)3阻燃剂,LDHs更具优势㊂任庆利等[50]比较了MgAl-LDHs㊁Mg(OH)2和Al(OH)3分别作为阻燃剂填充PE/EVA聚合物(聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物)体系的阻燃性能,结果表明MgAl-LDHs无论是低填充还是高填充,其阻燃性能均明显优于Mg(OH)2和Al(OH)3,且填充量越高,聚合物氧指数增加越明显㊂有报道[51-54]指出,纳米尺寸的LDHs可以显著改善材料的阻燃性能㊂Costa等[52]研究称添加少量纳米LDHs即可改善LDPE(低密度聚乙烯)的热稳定性,提高其热分解起始温度㊂Gu等[54]采用共沉淀法制备了纳米MgAl-LDHs,并用于胶合板的阻燃性能研究㊂与对照试样相比,7%(质量分数)的纳米MgAl-LDHs添加量即可使样品热释放速率减少6.8%,有效燃烧热减少7.48%,总热释放量减少9.97%,CO2生成量减少4.62%,CO生成量减少44%㊂同时采用纳米MgAl-LDHs作阻燃剂,并不影响胶合板其他物理和机械性能㊂3.1㊀主体层板的调控利用LDHs主体层板阳离子可调控性,可将部分高效阻燃元素(如Cu㊁Ni㊁Zn㊁Co㊁Fe㊁Mo等)引入LDHs 主体层板以提升效果其阻燃性能㊂Zhao等[55]制备了MgAl-LDHs㊁NiAl-LDHs和CuAl-LDHs,并作为EPDM(三元乙丙橡胶)的阻燃添加物,研究结果显示,CuAl-LDHs对EPDM的热稳定性能提升效果最佳,10%(质量分数)的添加量即可提高材料53%的垂直燃烧时间,磨损量减少45%,同时EPDM的抗拉强度没有明显改变㊂Shi等[56]采用成核/晶化隔离法制备了MgAl-CO3-LDHs和ZnMgAl-CO3-LDHs,并考察两种LDHs阻燃剂在EVA-28(乙烯-醋酸乙烯共聚物)中的阻燃和抑烟性能㊂研究发现,ZnMgAl-CO3-LDHs中Zn2+的引入,能够降低LDHs主体层板和插层客体间的作用力,在阻燃作用时能更早失去羟基和层间碳酸根离子,增强阻燃性能,同时形成的ZnO产物能抑制烟气产生㊂与纯EVA-28相比,MgAl-CO3-LDHs/EVA-28的LOI值(极限氧指数)从21.4%提升至34.1%,Dm值(最大烟密度)从185降至123,ZnMgAl-CO3-LDHs/EVA-28的LOI 值从21.4%提升至40.2%,Dm值从185降至75.6㊂Han等[57]将ZnAl-LDHs作为阻燃剂与PS(聚苯乙烯)形成纳米复合材料,研究表明,复合材料热释放速率和烟气生成速率均有降低㊂Jiao等[58]制备了MgAlFe-CO3-LDHs材料,并应用于EVA样品的阻燃,结果显示Fe3+的引入将极大地降低材料热释放速率,提升LOI值,EVA样品垂直燃烧可达到UL-94V-0级㊂同样,Qian等[59]的研究也得到了相同的结论㊂㊀第12期邹㊀瑜:水滑石类功能材料的特性分析及其阻燃应用4039过渡金属Co具有较高的熔点和沸点,其单质和化合物常用于耐火材料中,将Co2+引入LDHs主体层板结构中,可提高LDHs的阻燃性能㊂Wang等[60]制备了CoMgAl-LDHs,并用硬脂酸钠进行表面改性㊂研究了改性CoMgAl-LDHs对EVA样品阻燃和力学性能的影响,结果指出,Co2+的引入提高了复合材料的阻燃性和韧性㊂3.2㊀功能性客体插层LDHs具有层间阴离子可交换性,利用这一性质可将具有阻燃效果的功能性客体阴离子插层进入LDHs,从而得到不同阻燃效果的新型LDHs㊂BO3-3(硼酸根)在受热状态时能形成玻璃态B2O3,B2O3覆盖在燃烧物表面并促进材料炭化,从而隔绝氧气和热量,发挥其阻燃效果,因此将客体BO3-3插层进入LDHs,可得到阻燃性能更强的新型LDHs㊂李素峰等[61]采用成核/晶化隔离法制备了MgAl-CO3-LDHs和ZnMgAl-CO3-LDHs,并用离子交换法组装得到了具有完整晶体结构的BO3-3插层ZnMgAl-LDHs,研究了上述阻燃剂材料与EVA-28形成的复合材料的阻燃性能㊂结果显示,在相同添加量下,MgAl-CO3-LDHs比BO3-3插层ZnMgAl-LDHs表现出更好的阻燃性能,但BO3-3插层ZnMgAl-LDHs有更好的抑烟性能,LDHs中BO3-3含量远远低于纯硼酸锌中BO3-3的含量,而其对复合材料的阻燃抑烟效果相当于后者,足以说明BO3-3插层LDHs产物是一种优异的阻燃材料㊂Wang等[62]考察了BO3-3插层ZnAl-LDHs/PP(聚丙烯)纳米复合材料的阻燃性能,研究表明纳米复合材料中BO3-3插层ZnAl-LDHs添加量为15%(质量分数)时即显示出优异的阻燃隔热效果,材料热释放速率减少63.7%㊂含磷化合物是一类优质的阻燃剂,应用历史较早,具有低烟㊁无卤㊁无毒等优点,在阻燃作用时能生成强脱水性的聚偏磷酸,使燃烧物脱水炭化形成致密的炭化层,阻止材料的进一步燃烧,同时吸收大量的热,以及捕获燃烧产生的自由基,抑制火焰的产生㊂低添加量含磷化合物即可达到较好的阻燃效果,在LDHs中引入含磷阴离子客体,或可提升其阻燃效率㊂Xu等[63]先利用阴离子交换法将客体P3O5-10插层MgAl-LDHs,得到产物记作P-LDHs,随后用APTS(3-氨丙基三乙氧基硅烷)对P-LDHs进行表面改性,得到产物记作S-LDHs,最后考察了MgAl-LDHs㊁P-LDHs和S-LDHs三种材料对聚氨酯的阻燃性能㊂研究表明,相同添加量下P-LDHs和S-LDHs都对聚氨酯材料表现了极佳的阻燃和抑烟效果,两者热释放速率分别降低了58%和70%,10min烟密度值分别降低了36%和52%㊂同时阻燃和抑烟机理分析表明,LDHs材料能促进残炭层从晶体无序转换为晶体有序状态,形成交联和积累㊂对于S-LDHs来说,燃烧过程中会产生-P(=O)-O-C-和-P(=O)-O-Si-结构,两者能显著增强残炭层稳定性,从而隔绝氧气和热量的释放,达到阻燃和抑烟效果㊂Jin 等[64]将含磷的植酸插层进入LDHs,得到PA-LDHs,作为PLA(聚乳酸)材料的阻燃剂,结果显示,PA-LDHs 添加量为1%(质量分数)时即可使PLA的LOI值从19.4%提高至38.9%,UL-94阻燃测试从无等级至V-0级别,热释放速率峰值从812kW/m2降至301kW/m2㊂LDHs层间阴离子不仅仅局限于一种,也可扩展至两种或更多㊂Zhou等[65]在微波辅助下制备了纳米尺寸的MgAlZn-SnO2-3/CO2-3-LDHs,并考察了其对EVA材料的阻燃性能㊂结果显示,SnO2-3和CO2-3两者的协同作用能显著提高EVA材料的阻燃和抑烟性能,与纯EVA样品相比,MgAlZn-SnO2-3/CO2-3-LDHs/EVA复合材料的热释放速率减少了68.5%,总热释放量减少了22.2%,产烟速率降低了71.2%㊂说明MgAlZn-SnO2-3/CO2-3-LDHs的阻燃抑烟效果优良,是一款极具潜力的高效阻燃剂㊂3.3㊀协同效应LDHs作为阻燃剂,兼具无毒㊁无卤㊁阻燃和抑烟等优点,但也存在无机阻燃剂添加量大㊁阻燃效率低等缺点,为改善这一情况,除了调变LDHs主体层板金属离子和引入阻燃效率高的功能性客体插层外,还可与其他类型阻燃剂复配,发挥协同效应,提升阻燃效率㊂Yi等[66]将介孔二氧化硅和MgAl-LDHs协效复配应用于EVA材料的阻燃中㊂研究发现,与纯EVA相比,介孔SiO2/MgAl-LDHs的EVA材料LOI值明显提升,热释放速率和总热释放量明显降低,分析原因在于介孔二氧化硅的加入能够使残炭层更加交联致密,提升抑烟效果,同时介孔二氧化硅和MgAl-LDHs协同效应形成的凝聚相能够促进H2O和CO2的释放,减少有害气体的产生㊂Mo等[67]研究了MgAlCo-LDHs阻燃剂和DPCPB(一种由氯代磷酸二苯酯和三聚氰胺合成的膨胀型阻燃4040㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷剂)阻燃剂协同作用于ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的性能㊂ABS/DPCPB(质量比为100ʒ25)复合材料LOI值为23.9%,阻燃等级为UL-94V-2级;添加MgAlCo-LDHs后,ABS/DPCPB/MgAlCo-LDHs(质量比为100ʒ21ʒ4)复合材料的LOI值为24.7%,阻燃等级为UL-94V-1级㊂DPCPB与MgAlCo-LDHs具有较强的协同效应㊂Sen等[68]采用表面活性剂十二烷基硫酸钠对制备的NiAl-LDHs进行改性得到产物sN-LDHs,sN-LDHs 再与c-MWCNT(羧酸功能化的多壁碳纳米管)三维混合协同作用于PS(聚苯乙烯)材料阻燃中㊂结果表明, PS/0.3%(质量分数)c-MWCNT/3%(质量分数)sN-LDHs纳米复合材料具有最佳的热稳定性和阻燃性㊂c-MWCNT与LDHs材料混合具有优异的协同效应,阻燃效率大大提升㊂4㊀结㊀语利用LDHs独特的层状结构,层板和层间离子的可调控性可实现其分子组装的多样化,得到性能各异的新型功能材料㊂在阻燃领域,LDHs绿色环保,潜力巨大,一直是国内外竞相研发的热点材料㊂在LDHs阻燃剂拓展开发方式上,一方面是利用其结构特点引入高效的阻燃元素进入主体层板结构;另一方面是通过客体插层方式引入具有阻燃效果的基团;还可通过与其他类型材料复配来发挥协同阻燃作用,三种方式均可得到性能优异的LDHs类阻燃材料㊂但目前也存在阻燃机理研究不够深入,客体插层的构筑原则不明确,协同效应机理不清晰等问题有待解决,以期新型环保LDHs类阻燃材料得到更广泛的应用㊂参考文献[1]㊀Cavani F,TrifiròF,Vaccari A.Hydrotalcite-type anionic clays:preparation,properties and applications[J].Catalysis today,1991,11(2):173-301.[2]㊀Feitknecht W,Gerber M.Zur Kenntnis der Doppelhydroxyde und basischen Doppelsalze II.Über Mischfällungen aus Calcium-Aluminiumsalzlösungen[J].Helvetica Chimica Acta,1942,25(1):106-131.[3]㊀Allmann R,Jepsen H P.Die struktur des hydrotalkits[J].Neues Jahrbuch fur Mineralogie Monatshefte,1969,12:544-551.[4]㊀Kovanda F,JindováE,Lang K,et al.Preparation of layered double hydroxides intercalated with organic anions and their 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水滑石在膨胀阻燃涂料中的阻燃抑烟性能的研究_韩易_谷晓昱_扈中武_马文俊_张胜
２ 结 果 与 讨 论
２．１ 耐 燃 时 间 测 试 环氧树脂为 １００份，ＬＤＨ 添 加份数在 ０～６２．５ 份 之 间，
测 定 环 氧 树 脂 阻 燃 涂 料 的 耐 燃 时 间 ，结 果 见 图 １。
图１ ＬＤＨ 添加量与阻燃涂料耐燃时间的关系 Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＬＤＨ ａｍｏｕｎｔ ｏｎ ｆｉｒｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｉｍｅ ｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｌａｔｅｘ ａｎｄ ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｓｙｓｔｅｍ （ａｍ－ ｍｏｎｉｕｍ ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＡＰＰ），ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ（ＰＥＲ），ａｎｄ ｍｅｌａｍｉｎｅ （ＭＥＬ）ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｍｇ／Ａｌ ｌａｙｅｒｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ（ＬＤＨ）ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｇｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇ．Ｂｉｇ ｐａｎｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ （ＴＧＡ）．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒ ｌａｙｅｒ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＦＴＩＲ），ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ （ＳＥＭ）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＬＤＨ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｓｍｏｋｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ＬＤＨ ｃｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｔｏ １６５ｍｉｎ，ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｍｏｋｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒａｎｋ （ＳＤＲ） ｂｙ ３３％ ．
水滑石改性聚氨酯泡沫阻燃特性实验研究进展
水滑石改性聚氨酯泡沫阻燃特性实验研究进展摘要：随着化工产业日新月异的发展，目前，聚氨酯泡沫被大量用于工业制造生产和人们日常生活，但是聚氨酯泡沫属于一种极易燃烧的材料，所以关于聚氨酯泡沫阻燃性能方面的研究引起了人们的广泛关注。
本项目旨在研究利用水滑石提升聚氨酯泡沫的阻燃性能，为聚氨酯泡沫的生产制造提供很好的参考价值，可大量避免由于聚氨酯泡沫燃烧而引发的火灾，从而使得聚氨酯泡沫被人们安全使用。
关键词：水滑石，聚氨酯泡沫，阻燃性能聚氨酯是一类以多异氰酸酯与聚酯或聚醚多元醇作为基本原料制备而成的有机高分子材料。
因其微观结构中存在多个氨基甲酸酯基团，故其又被称为聚氨基甲酸酯。
聚氨酯作为一种常见的高分子材料，由于其具有许多优良的性能，相关材料制品种类繁多，包括聚氨酯泡沫塑料、密封胶、粘合剂、涂料、纤维和橡胶等。
其中聚氨酯泡沫材料的生产占聚氨酯所有制品中很大一部分比例，聚氨酯材料以其性能方面的优势，已经逐渐成为最近几年发展速度最快的有机高分子材料之一。
聚氨酯泡沫具有优良的物理力学性能、声学性能、电学性能,尤其是硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率特别低，是一种优质的绝热保温保冷材料。
聚氨酯泡沫塑料的密度大小及软硬程度均可以随着原料及配方的不同而发生改变，而且成型施工方便，因此应用范围十分广泛。
软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，它相比于其他发泡材料具有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性，同时隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。
因此用作包装、隔音、过滤材料。
硬质泡沫质量轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品，电性能好，易加工，吸水率较低。
它主要用于建筑、汽车、航空工业等保温隔热的结构材料。
但是近几十年来，聚氨酯材料的火灾事故频繁发生，材料的安全性问题变得越来越重要。
聚氨酯泡沫塑料由于含可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大，未经阻燃处理的聚氨酯是可燃物，遇火会燃烧并分解，产生大量和等有毒气体，造成严重的财产损失和人员伤亡。
水滑石对mca阻燃pa6性能的影响
( Ｐｏｌｙｒｏｃｋｓ Ｃｈｅｍｏｃａｌ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｑｉｎｇｙｕａｎ ５１１５４０ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｍｅｃｈｅｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｍｅｌａｍｉｎｅ ｃｙａｎｕｒａｔｅ ( ＭＣＡ) / ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ６
聚酰胺 ( ＰＡ６) 具有良好的综合性能ꎬ 原料来源
纯使用 ＭＣＡ 作阻燃剂时ꎬ 阻燃 ＰＡ６ 的 Ｖ －０ 通过率
高ꎮ 因此改性 ＰＡ６ 作为工程塑料广泛应用于各个领
阻燃 ＰＡ６ 复合材料的性能影响ꎬ 发现滑石粉有助于
广ꎬ 易于改性加工ꎬ 且改性后的综合性能大幅度提
域ꎮ 然而由于 ＰＡ６ 属于易燃材料ꎬ 且燃烧时不能自
熄ꎮ 传统阻燃改性尼龙的方法是在尼龙基体中添加卤
仅为 ６０％ ~ ８０％ ꎮ 杨业昕等 [３] 研究了滑石粉对 ＭＣＡ
提高 ＭＣＡ 阻燃 ＰＡ６ 复合材料燃烧时的成炭性ꎮ 但是
滑石粉的添加量需要达到 ２５％ 以上才有显著的效果ꎮ
素阻燃剂ꎬ 但卤素阻燃剂在燃烧时释放大量黑烟和有
因此寻找合适的阻燃协效剂成为提高 ＭＣＡ 阻燃 ＰＡ６
ｄｏｉ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２０ ０１ ０２１
开放科学 ( 资源服务) 标识码 ( ＯＳＩＤ) :
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＭＣＡ / ＰＡ６ Ｆｌａｍｅ￣Ｒｅｔａｒｄａｎｔ
EVAMDH复合材料的燃烧评价和阻燃机理研究
塑料助剂2020年第6期（总第144期）23EVA/MDH 复合材料的燃烧评价和阻燃机理研究王立春1 孙青1 曹华2 朱琴 2 江平开3（1.南通大学 纺织服装学院，南通，226019；2. 江苏东方电缆材料有限公司，扬州，225800；3.上海市电气绝缘与热老化重点实验室，上海，200240）摘 要：采用熔融共混挤出制备了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA ）/氢氧化镁（MDH ）无卤阻燃复合材料。
锥形量热法研究表明，阻燃剂MDH 的加入降低了EVA 材料的热释放速率峰值（PHRR ）、平均热释放速率（AHRR ）、总热释放（THR ）和平均有效燃烧热（AEHC ），增加了材料的点燃时间（TTI ）、火灾性能指数（FPI ）和燃烧残渣剩余量，表明EVA 材料的可燃性大大降低，阻燃性明显增加，潜在的火灾危害显著改善。
燃烧过程中MDH 释放水分并发生吸热反应，期间形成无机硬质的保护层，是其阻燃性改善的主要因素。
同时，导热仪和热分析研究表明：无机阻燃剂MDH 的加入，提高了材料的导热系数和热分解温度。
关键词：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 氢氧化镁 复合材料 燃烧评价 阻燃机理doi ：10.3969/j.issn.1672-6294.2020.06.0006Combustion Evaluation and Flame -retardant Mechanism of EVA/MDH CompositesWang Lichun 1 Sun Qing 1 Cao Hua 2 Zhu Qin 2 Jiang Pingkai 3（1. School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong, 226019, China; 2.Jiangsu Dongfang Cable Material Co., Ltd,Yangzhou, 225800, China; 3. Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Aging, Shanghai, 200240, China ）Abstract: The ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) / magnesium hydroxide (MDH) halogen -free flame -retardant composites were prepared by melt blending extrusion. The results of cone calorimetry showed that the addition of MDH reduced the peak value of heat release rate (PHRR ), average heat release rate (AHRR ), total heat release (THR ) and average effective heat of combustion (AEHC ), increased the ignition time (TTI ), fire performance index (FPI ) and residual combustion residue of EVA, which indicated that the flammability of EVA was greatly reduced and its flame retardancy was obviously increased, the potential fire hazard significantly improved. During the combustion process, MDH released water and generated endothermic reaction, and formed an inorganic hard protective layer, which was the main factor to improve its flame retardancy. At the same time, the thermal conductivity and thermal analysis showed that the addition of MDH improved the thermal conductivity and decomposition temperature of the material.Keywords: ethylene vinyl acetate copolymer; Magnesium hydroxide; Composites; Combustion evaluation; Flame -retardant mechanism乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA ）是由乙烯和醋酸乙烯单体按不同比例共聚而成的聚合物，由于其柔软易弯曲、弹性好、可交联和加工性能收稿时间：2020-06-24基金项目: 江苏省产学研合作项目（BY2019184），南通大学2018年人才引进科研启动基金塑料助剂2020年第6期（总第144期）24优良等特点，被广泛应用于电线电缆等材料［1-3］。
水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响论文
水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响论文水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响论文乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好的耐冲性和耐应力开裂性，在较宽温度范围内有良好的柔韧性，在日常生活中应用相当广泛，但其氧指数仅为19，极易燃烧，且燃烧产物含有一氧化碳，所以对其进行阻燃研究一直是个热门课题[1-3]。
目前我国常用的阻燃剂有卤系阻燃剂和无机阻燃剂，由于卤系阻燃剂燃烧时会释放大量烟雾和有毒气体，目前已逐渐被限制使用。
无机系阻燃剂具有安全性好、无毒、对环境影响小、应用面广且原料丰富等优点，在市场上所占份额日益增加[4]。
氢氧化铝与氢氧化镁是无机系阻燃剂中用量最大的两种[5]，Mg(OH)2是一种添加型高抑烟阻燃剂,具有很好的抑烟效果，但其在有机材料中的分散性和相容性较差，无法直接用作阻燃剂[6]；而铝化合物阻燃剂必须经过大量的填充，才能起到阻燃效果，从而影响了材料的力学性能[4]。
水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物（简称LDHs），既兼具了Mg(OH)2和Al(OH)3的优点，又客服了各自的不足[7]。
LDHs层间含有CO32-和结晶水，层板上有大量羟基，添加到聚合物中的镁铝水滑石阻燃剂受热分解时，放出的二氧化碳和水能稀释可燃气体浓度并隔绝氧气的进一步侵入，从而减弱火势，达到阻燃的目的[8]。
而分解产生的MgO和Al2O3可形成隔热层；同时受热分解时吸收大量的热量，降低燃烧体系的温度。
由此可见，LDHs具有阻燃、消烟、填充等多种功能，是一种发展前途广阔的阻燃剂新品种[9]。
本文主要通过微波晶化法合成含有不同层间阴离子插层组装的锰镁铝水滑石，与EVA混合制备水滑石含量分别为5%和20%的复合材料，并对复合材料进行阻燃性能和力学性能的测定。
1实验部分1.1微波晶化插层法制备锰镁铝水滑石称取5.8g硬脂酸于加入100mL蒸馏水的四口瓶中，在70℃、氮气保护条件下溶解。
待完全溶解后，用10mL1.0molL-1的Al(NO3)3，39.5mL1.0molL-1的Mg(NO3)2及1.0mL0.5molL-1的Mn(NO3)2的混合溶液进行滴定，控制滴定速率，使其约1h完成，最后用1.2molL-1的NaOH溶液调节pH值为7~8。
纳米LDH阻燃
实验准备
材料和仪器：EVA（包含28%质量分数的VA）、MH、LDH、 Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Fe(NO3)3·9H2O、 NaOH、SDS（十二烷基硫酸钠）、SEM、TEM、DMTA测试 仪、氧指数仪、锥形量热仪
准备工作：混合溶液（含有Mg(NO3)2·6H2O、 Al(NO3)3·9H2O，其中Mg2+/Al3+的摩尔比是3：1）在N2 保护下逐滴加入SDS溶液中直到PH值为10,悬浮液用去 离子水洗涤并在70°C真空条件下干燥24h，得到MgAlLDH。同样可以用这种共沉淀的方法得到ZnAl-LDH和 MgFe-LDH
Performance of halogen-free flame retardant EVA/MH/LDH composites with nano-LDHs and MH
汇报人：刘建军
目录
Contents
1
背景介绍
2
3
实验准备 实验内容与结论
背景介绍
EVA（ 乙烯-醋酸乙烯共聚物）物理和化学性能出 色，在电缆行业应用广泛。然而，EVA树脂特别容易 燃烧且会释放大量烟雾，火灾隐患很大，可以通过添 加无机阻燃剂如MH（氢氧化镁）进行改性赋予阻燃效 果。 MH是一种传统添加型无毒、消烟、无卤阻燃剂， 分解温度高，阻燃效果好。但是MH分散效果不好，阻 燃效率比较低（须大量添加才有效，导致材料的机械 性能大幅下降）。
Thank you
2、动态力学热分析
利用DMTA可以很精确的知道聚合物的玻璃化转变温度Tg LDH对各组分样品Tg的影响如图所示：
水滑石 阻燃 元素
水滑石阻燃元素随着科技的不断进步，人们对于物质的认知也越来越深入。
在现代工业生产中，人们对于材料的要求越来越高，其中阻燃材料的应用越来越广泛。
而水滑石阻燃元素则是近年来备受关注的一种阻燃材料，它的独特性质和广泛应用前景引起了人们的高度关注。
一、水滑石的基本概念水滑石，又称滑石粉，是一种由天然软质矿物质组成的白色粉末。
它的主要成分是叶状硅酸镁，具有质地轻柔、耐高温、耐酸碱等特点。
由于这些特性，水滑石被广泛应用于建筑、化工、塑料、橡胶、涂料等领域。
二、阻燃材料的概念阻燃材料是指能够抑制火焰的燃烧或减缓火势蔓延的材料。
在工业生产中，阻燃材料的应用非常广泛，例如建筑材料、电子产品、汽车、飞机等领域。
阻燃材料的发展已经成为当今科技领域的热点，各个国家和企业都在不断研究和开发新型的阻燃材料。
三、水滑石阻燃元素的性质水滑石阻燃元素是一种基于水滑石的阻燃材料。
它的主要成分是水滑石、硅酸铝、氢氧化铝等，通过复合改性技术制备而成。
水滑石阻燃元素具有以下性质：1.优异的阻燃性能水滑石阻燃元素具有优异的阻燃性能，能够有效抑制火焰的燃烧。
它能够在高温环境下形成一层炭化层，阻止火势蔓延。
同时，水滑石阻燃元素还能够减少烟雾和有毒气体的产生，保障人们的生命安全。
2.良好的物理性能水滑石阻燃元素具有良好的物理性能，如低密度、耐磨性、耐腐蚀性等。
这些性能使得水滑石阻燃元素在应用中具有更广泛的适用性。
3.环保无害水滑石阻燃元素是一种环保无害的材料，它不含有害物质，对环境和人体无害。
在现代人们对环境和健康的要求越来越高的情况下，这是水滑石阻燃元素的重要优势。
四、水滑石阻燃元素的应用前景水滑石阻燃元素具有广泛的应用前景。
它可以应用于建筑、电子、汽车、飞机和船舶等领域，为人们的生命财产安全保驾护航。
具体应用如下：1.建筑领域水滑石阻燃元素可以用于建筑材料中，如隔墙板、天花板、地板等。
在火灾发生时，它能够有效地抑制火势蔓延，保障人们的生命安全。
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新型阻燃剂水滑石在EVA复合材料中的燃烧特性和阻燃性能
杜隆超，瞿保钧*
中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,高分子科学与工程系,合肥，230026 关键词：水滑石 EVA 无卤阻燃协效
随着聚合物材料应用领域的不断扩大，由聚合物材料着火引起的重大火灾事故时有发生，这已引起了人们的普遍关注。
传统的聚合物阻燃大都是采用添加含卤的阻燃剂来实现。
这些含卤的阻燃聚合物材料虽然具有优良的阻燃性能，但是遇到火灾会产生大量的有毒烟雾和腐蚀性的卤化氢气体。
据报道，世界上因火灾事故而死亡的人中，80％以上是因为材料燃烧时散发出的烟雾和毒性气体使人窒息而死，而无卤阻燃剂，特别是无机氢氧化物阻燃剂具有极好的消烟作用，可以避免含卤阻燃材料燃烧时所释放出的大量有毒烟雾和腐蚀性气体，成为国际上阻燃材料的主要发展方向。
氢氧化镁和氢氧化铝阻燃剂是目前国内外无机阻燃剂中应用量最大，发展最快的两种。
水滑石是一类层状无机材料，兼有氢氧化镁和氢氧化铝类似的结构和组成，受热分解时释放大量水和二氧化碳，并吸收大量热，能降低燃烧体系的温度；分解释放出的水蒸汽和二氧化碳气体能稀释和阻隔可燃性气体，因此是很有希望的对环境友好的消烟型无毒无卤阻燃剂新品种。
然而，由于天然水滑石在自然界的分布非常有限，远不如氢氧化镁和氢氧化铝丰富，因此，本文在合成水滑石的基础上比较选择了与其粒径相同的氢氧化镁和氢氧化铝样品，利用锥板量热器，氧指数测定仪，热重分析仪等方法研究和比较了水滑石与氢氧化镁和氢氧化铝在EVA共聚物中的燃烧特性和阻燃性能，以及它与微胶囊化红磷(MRP)的协同阻燃效果。
1．EVA/水滑石复合材料的燃烧特性
图1比较了阻燃剂含量为50 wt％时，EVA与水滑石，氢氧化镁，氢氧化铝复合材料的热释放速率（HRR）。
从图中可见，当无机阻燃剂加入后，材料的燃烧时间明显的延长，最大热释放峰值（PHRR）也极大的降低，而且燃烧曲线成双峰
*联系人,E-mail:qubj@
分布。
比较三种无机阻燃剂的燃烧数据，可以发现，水滑石的阻燃效果最为明显，它与EVA的复合材料的HRR最低。
氢氧化镁阻燃EVA的PHRR为312 KW/m2,氢氧化铝的为309 KW/m2，而水滑石的仅为233 KW/m2。
2
物的热失重行为。
从图3（a）中可见，EVA与水滑石的复合物在100-300℃有一个失重台阶，对应的DTG峰温在200℃，比EVA与氢氧化镁，EVA与氢氧化铝的复合物的第一个失重温度低，也比纯EVA的第一个失重温度低。
文献报道表明[2]，阻燃剂的分解温度低于聚合物的分解温度时，可以有效地提高其在高温下的热分解温度。
D r T G A (m g /s e c )
Temperature (o
C)
W e i g h t l o s s (%)
Temperature (o
C)
D r T G A (m g /s e c )
W e i g h t l o s s (%)
4．水滑石与微胶囊化红磷的协同阻燃作用
为了研究水滑石与MRP 的协同阻燃作用，在保持阻燃剂总量为50wt%不变的情况下，我们用2wt%,5wt%,10wt%,15wt%的MRP 等量取代水滑石。
图5比较了这些样品的HRR 曲线。
从图中可见，当MRP 加入后，复合材料的HRR 明显降低，这表明水滑石与MRP 有协效作用。
但当MRP 用量增加到15wt%，HRR 又开始上升，这可能是MRP 本身可以燃烧所致。
参考文献：
[1] 李蕾，张春英，矫庆泽，段雪.无机化学学报， 2001，17:113-118.
[2] Kashiwagi T, Glman JW, Nyden MR, Lomakin SM, The Royal Society of Chemistry, Cambridge,1998,175.
Flammability characterization and flame retardant properties of hydrotalcite in EVA composites
Longchao Du, Baojun Qu*
State Key Laboratory of Fire Science and Department of Polymer Science and Engineering,University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, China Abstract
The flammability characterization and flame retardant properties of hydrotalcites and its synergistic effect with microencapsulated red phosphorus (MRP) were investigated by cone calorimeter test (CCT), thermogravimetric analysis (TGA) and limiting oxygen index (LOI). The results obtained by comparison of hydrotalcites with magnesium hydroxide (MH) and aluminum hydroxide (AH) at the same content of flame retardant show that hydrotalcites have better flame retardant properties than MH and AH. The LOI values of EV A/hydrotalcite composite are 3-4% higher than that of the corresponding MH composite at the 40 to 60 wt% additive amount and 6% higher than that of the corresponding AH composite at the 40 wt% additive amount. The CCT data evince that the EV A/hydrotalcite system has the lowest heat release rate among the three kinds of retardant systems. The best retardant properties of EV A/hydrotalcite system are due to the lower degradation temperature of hydrotalcite than that of EV A resin at the first stage that leads to increase degradation temperature of EV A/hydrotalcite and hydrotalcite can release more gas than MH and AH at high temperature. The CCT data also evince that the addition of MRP can reduce the heat release rates of EV A/hydrotalcite blends.
Keywords: Hydrotalcite; EV A; Halogen-free flame retardant; Synergistic effect
新型阻燃剂水滑石在EVA复合材料中的燃烧特性和阻燃性能
杜隆超，瞿保钧*
中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,高分子科学与工程系,合肥，230026 关键词：水滑石 EVA 无卤阻燃协效
通过锥形量热计测试，热重分析和氧指数测试，我们研究了水滑石与氢氧化镁，氢氧化铝阻燃EVA体系的燃烧特性和阻燃特性以及水滑石与微胶囊化红磷（MRP）阻燃EVA的协效作用。
实验结果发现，当三种无机阻燃剂的添加量在40-60 wt%的范围内，EVA/水滑石复合材料的氧指数比相应的EVA/氢氧化镁复合材料高3-4个百分点。
当阻燃剂含量为40wt%时，EVA/水滑石复合材料的氧指数比EVA/氢氧化铝复合材料高6个百分点。
锥形量热计测试数据表明，水滑石比氢氧化镁，氢氧化铝阻燃的EVA材料具有更低的热释放速率。
这些阻燃性能的提高是由于水滑石的第一个分解温度低于EVA树脂的分解温度，导致了材料的热分解温度的提高。
与此同时水滑石在高温下能够比氢氧化镁，氢氧化铝释放出更多的水蒸汽和二氧化碳。
锥形量热计数据也表明，MRP与水滑石具有明显的协效阻燃作用，当MRP等量取代水滑石后，其复合材料的热释放速率明显随着MRP含量增加而降低，直到MRP的添加量达到15 wt％为止
*联系人,E-mail:qubj@。