24小时服务热线
13764527021
在解决 WPC 阻燃和抗静电方面国内外学者已做过大量研究,但对发泡木塑复合材料(FWPC)抗静电和阻燃抑烟性能的研究却鲜见报道。因此,本研究以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂、氧化锌(ZnO)为引发剂、纳米碳酸钙(Nano-CaCO3)为成核剂,利用发泡工艺有效降低了沙柳/PE-HD 复合材料的密度,减轻自重,同时泡孔可以有效防止裂纹扩展,改善复合材料韧性差的问题。此外,又在 FWPC 体系中加入了纳米导电炭黑(Nano-CB)和协效阻燃剂 APP/ZB 制备了阻燃抗静电型沙柳/PE-HD 发泡复合材料,将APP 与 ZB 进行复配作为协效阻燃剂使用,使 FWPC 在保持力学性能的基础上,同时拥有良好的阻燃抑烟性能,实现木塑复合材料的功能化和高值化目标,对拓宽复合材料的应用具有重要的现实意义。
当阻燃剂加入量为 20%,APP 和 ZB 不同质量配比对 FWPC 力学性能、燃烧性能、阻燃抑烟性能的影响,并借助 TG 和 SEM 对 FWPC 进行热重分析和燃烧后炭层的微观结构分析,结果如下。
(1)阻燃剂 APP 与 ZB 复配对改善沙柳/PE-HD 发泡木塑复合材料的阻燃抑烟性能具有良好的协同效应,阻燃抑烟效果优于 APP 和 ZB 单独使用,但使 FWPC 力学性能有所下降,当 APP/ZB 质量比为 4∶1 时,FWPC 综合性能较优。
(2)当协效阻燃剂 APP/ZB 质量比为 4∶1 时,氧指数达 27.3%,达到难燃级别,与单独加入阻燃剂 ZB 相比,由可燃材料转变为难燃材料;对 FWPC 有明显的阻燃抑烟效果,烟释放总量、CO 产率峰值和平均 CO 产率分别为 9.6m2、0.0329kg/kg 和 0.1014kg/kg,与单独加入 APP 相比,分别降低了 11.93%、80.6%和 49.3%,阻燃抑烟效果较好。
(3)TG 分析表明:相比未添加阻燃剂时,分别加入阻燃剂 APP、ZB 和 APP/ZB(配比为 4∶1)时复合材料的热稳定性能均提高,且 APP 和 ZB 复配加入时失重起始温度降低23.35℃,总质量分数降低 26.63%,热稳定性能最优。
(4)SEM 分析表明: APP 和 ZB 复配使用时,以各自不同的阻燃机理充分发挥优势,相互协同配合,FWPC 的表面形成致密保护层同时分布大量片层结构的炭层,阻隔层凹凸不平,对材料阻燃和抑烟产生明显的复合效应,复合材料的阻燃抑烟性能得到提高。