4A沸石与钙镁铝水滑石对膨胀阻燃聚丙烯的双重协效阻燃作用与机理

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.001

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (7): 1-7.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.001

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4A沸石与钙镁铝水滑石对膨胀阻燃聚丙烯的双重协效阻燃作用与机理

吴唯¹(), 胡焕波¹^,², 沈辉¹, 赵天瑜¹

1. 华东理工大学材料科学与工程学院，中德先进材料联合研究中心，上海 200237
2. 裕克施乐塑料制品（太仓）有限公司，江苏苏州 215400

收稿日期:2022-01-14 出版日期:2022-07-26 发布日期:2022-07-20
作者简介:
吴唯（1958—）,男，教授，博士，博士生导师，从事先进功能性聚合物材料领域研究工作，wuwei@ecust.edu.cn
基金资助:
国家留学基金委?德意志学术交流中心（CSC?DAAD）中德合作科技项目(［2016］6041号)

Dual⁃synergistic effect of 4A zeolite and Ca⁃Mg⁃Al hydrotalcite on intumescent flame retardant PP and its mechanism

WU Wei¹(), HU Huanbo¹^,², SHEN Hui¹, ZHAO Tianyu¹

1. Sino?German Joint Research Center of Advanced Materials，School of Materials Science and Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China
2. OECHSLER Plastic Products （Taicang） Co，Ltd，Suzhou 215400，China

Received:2022-01-14 Online:2022-07-26 Published:2022-07-20

摘要/Abstract

关键词: 4A沸石, 水滑石, 聚丙烯, 协效作用, 膨胀阻燃

Key words: 4A zeolite, hydrotalcite, polypropylene, synergistic effect, intumescent flame retardant

吴唯, 胡焕波, 沈辉, 赵天瑜. 4A沸石与钙镁铝水滑石对膨胀阻燃聚丙烯的双重协效阻燃作用与机理[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 1-7.

WU Wei, HU Huanbo, SHEN Hui, ZHAO Tianyu. Dual⁃synergistic effect of 4A zeolite and Ca⁃Mg⁃Al hydrotalcite on intumescent flame retardant PP and its mechanism[J]. China Plastics, 2022, 36(7): 1-7.

图/表 12

参考文献 11

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样品编号	PP 含量	IFR 含量	O⁃SDS⁃LDHs含量	4A沸石含量
PP	100	0	0	0
PP/IFR	75	25	0	0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	75	23	2	0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z0.5	75	23	1.5	0.5
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	75	23	1	1
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.5	75	23	0.5	1.5

样品编号	PP 含量	IFR 含量	O⁃SDS⁃LDHs含量	4A沸石含量
PP	100	0	0	0
PP/IFR	75	25	0	0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	75	23	2	0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z0.5	75	23	1.5	0.5
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	75	23	1	1
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.5	75	23	0.5	1.5

样品	LOI值/ %	UL 94（3.2 mm）
样品	LOI值/ %	t ₁/s	t ₂/s	是否滴落	级别
PP	18.0±0.5	BC	BC	是/是	—
PP/IFR	29.5±0.7	4.1	8.5	否/是	V⁃2
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	32.0±0.6	2.1	5.8	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z0.5	32.5±0.4	2.0	5.6	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	34.0±0.5	1.8	5.4	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.5	31.0±1.0	3.4	7.7	否/是	V⁃1

样品	LOI值/ %	UL 94（3.2 mm）
样品	LOI值/ %	t ₁/s	t ₂/s	是否滴落	级别
PP	18.0±0.5	BC	BC	是/是	—
PP/IFR	29.5±0.7	4.1	8.5	否/是	V⁃2
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	32.0±0.6	2.1	5.8	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z0.5	32.5±0.4	2.0	5.6	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	34.0±0.5	1.8	5.4	否/否	V⁃0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.5	31.0±1.0	3.4	7.7	否/是	V⁃1

样品	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	TTI/s	FPI/m²∙s·kW^-1	残炭率/%
PP	994	207	31	0.03	0
PP/IFR	293	122	24	0.08	11.93
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	174	101	20	0.11	12.85
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	134	95	19	0.14	14.81

4A沸石与钙镁铝水滑石对膨胀阻燃聚丙烯的双重协效阻燃作用与机理

Dual⁃synergistic effect of 4A zeolite and Ca⁃Mg⁃Al hydrotalcite on intumescent flame retardant PP and its mechanism

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元素	PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs			PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0
元素	W _t/%	A _t/%	r _c	W _t/%	A _t/%	r _c
C	13.02	22.14	-	13.09	21.02	-
O	33.48	42.75	1.93	41.08	49.52	2.36
P	45.80	30.20	1.36	35.57	22.15	1.05
Al	1.61	1.22	0.06	3.01	2.15	0.10
Mg	1.75	1.47	0.07	1.03	0.82	0.04
Ca	4.34	2.21	0.10	1.40	0.67	0.03
Na	0	0	-	2.37	1.99	0.09
Si	0	0	-	2.45	1.68	0.08

样品	T _{5 %}/ ℃	T _{50 %}/ ℃	T _max/ ℃	700 ℃ 残炭率/%
PP	387	446	452	0
PP/IFR	344	463	467	13.0
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs	334	470	470	17.8
PP/IFR/O⁃SDS⁃LDHs/Z1.0	405	474	472	18.6

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