1 概述
半硬质PVC塑料地板因含有较多量的可燃性增塑剂,因而不具备自熄性。这种地板使用在船舶等交通工具时,不但应具有自熄性,而且应有较高的氧指数(O.I),一般要求达到42,即应具有较高的阻燃性。笔者在考虑提高半硬质PVC塑料地板阻燃性时,同时考虑了加工性能和成本等因素。研究中采用如下的基本配方。
2 锑氧化物的阻燃效果
五氧化二锑(Sb2O5)单独使用于不含卤素的聚合物时并无阻燃作用。当用于pvc这样的含卤聚合物时,在燃烧时PVC分解放出HCl,所生成的SbCl3在高温下为密度很大的气体,覆盖在聚合物表面起隔绝作用,并稀释可燃气体,也有捕捉自由基的作用。Sb2O5的加入量对PVC地板阻燃性的影响如图1所示,以氧指数(O.I)表示其阻燃性。由图可见,Sb2O5对PVC有较好的阻燃作用。加量超过12后效果不再明显提高。
3 含卤阻燃剂的阻燃效果
含卤阻燃剂在燃烧时产生不燃的HX气体,HX气体起稀释可燃气体的作用,同时也有隔绝作用,使燃烧表面隔绝空气和热。同时HX能抑制高聚物的连锁反应,起消除自由基的作用。
此外,含卤阻燃剂与Sb2O5配合使用时还有协同作用,即含卤阻燃剂在燃烧时产生的HX与Sb2O5反应生成SbX3,对燃烧表面起覆盖隔绝作用。以不同的含卤阻燃剂与Sb2O5的配比对阻燃作用的影响进行了研究,含卤阻燃剂采用十溴联苯醚,试验结果列于表1。
4 填料量对阻燃性的影响试验结果列于表2。
填料量的增加稀释了阻燃剂的浓度,氧指数下降。填料本身对阻燃性的改善作用不大。增加填料量后要保持氧指数,必须加大阻燃剂的用量,这在经济上可能不合理。
5 阻燃增塑剂的效果
对两种阻燃性增塑剂进行了试验:(1)三异丙基磷酸酯(TDP):常熟市阻燃材料厂(2)三氯乙基磷酸酯(TCEP):上海彭浦化工厂表3为TDP对阻燃性的影响。由表3和表4可见,阻燃性增塑剂对提高阻燃性有明显的作用。用TDP和TCEP代替DOP后氧指数提高很多。TCEP的效果比TDP好得多。若DOP全部用阻燃性增塑剂代替,则PVC混合料的加工性能较差。为保证必需的加工性能,必须加入一定数量的DOP。试验结果列于表5。表5中三个配方的氧指数都能符合船用塑料地板的要求。就加工性能而言,配方1较好。以配方1进行的中试生产证明其加工性能符合生产要求。
6 结论
(1)Sb2O5和含卤阻燃剂配合使用有协同作用,能提高半硬质PVC塑料地板的阻燃性。
(2)填料本身不能有效改善塑料地板的阻燃性。
(3)阻燃性增塑剂与阻燃剂配合使用可大幅度提高阻燃性,TCEP和TDP是可供选用的阻燃性增塑剂,TCEP比TDP的阻燃效果更好。