阻燃抗静电聚烯烃板材的制备与性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.004

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 23-27.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.004

阻燃抗静电聚烯烃板材的制备与性能研究

李亚飞(), 孙小杰, 任月庆, 张寅灵

北京低碳清洁能源研究院，北京 102211

收稿日期:2022-03-21 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
作者简介:李亚飞（1988—），男，工程师，从事聚合物改性共混、材料结构与性能研究，yafei.li.g@chnenergy.com.cn
基金资助:
神东煤炭集团科技创新项目(GJNY?21?93)

Preparation and properties of flame⁃retarded anti⁃static polyolefin plates

LI Yafei(), SUN Xiaojie, REN Yueqing, ZHANG Yinling

National Institute of Clean?and?Low?Carbon Energy，Beijing 102211，China

Received:2022-03-21 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22

摘要/Abstract

摘要：

在聚烯烃树脂中加入无卤阻燃剂MRP⁃1400、炭黑及聚乙烯基弹性体（POE）制得了阻燃抗静电聚烯烃材料，研究了阻燃剂、炭黑和POE含量对材料性能的影响。结果表明，MRP⁃1400的加入能提高材料的阻燃性能，其含量为20 %（质量分数，下同）时（对应磷含量为8 %）材料达到UL 94 V⁃0 级，可以通过MT 113—1995酒精喷灯测试；当导电炭黑含量为6 %时，材料满足MT 113—1995抗静电要求；POE能进一步优化材料的力学性能，POE含量为5 %时可制得综合性能较好的阻燃抗静电材料，其缺口冲击强度为35 kJ/m²，断裂伸长率为315 %；动态疲劳实验结果表明，所开发材料的耐疲劳性能优异，动态疲劳寿命大于120万次。

关键词: 聚烯烃, 阻燃, 抗静电, 疲劳寿命

Abstract:

A flame⁃retarded anti⁃static polyolefin material was prepared using halogen⁃free retardant （MRP⁃1400）， carbon black， and polyethylene elastomer （POE） as additives， and the effects of these three additives on the mechanical properties of the flame⁃retarded anti⁃static material were investigated. The results indicated that the addition of MRP⁃1400 enhanced the flame⁃retardant properties of the material significantly. When 20 wt% MRP⁃1400 （corresponding to 8 wt% phosphorus）， the material reached a UL 94 V⁃0 classification in the vertical burning test and passed the alcohol blow lamp examination according to Standard MT 113⁃1995. Moreover， when 6 wt% carbon black was incorporated， the anti⁃static properties of the material fulfilled the requirements specified in Standard MT 113⁃1995. The mechanical properties of the material increased with the addition of POE. The material achieved optimal overall performance when 5 wt% POE was added， achieving notched Izod impact strength of 35 kJ/m² and elongation at break of 315 %. The material exhibited good fatigue resistance with a dynamic fatigue life over 1.2 million times.

Key words: polyolefin, flame retardant, anti?static performance, fatigue lifetime

中图分类号:

TQ325.1

李亚飞, 孙小杰, 任月庆, 张寅灵. 阻燃抗静电聚烯烃板材的制备与性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 23-27.

LI Yafei, SUN Xiaojie, REN Yueqing, ZHANG Yinling. Preparation and properties of flame⁃retarded anti⁃static polyolefin plates[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 23-27.

图/表 8

样品	聚烯烃^*	磷	炭黑	POE	PE⁃g⁃MAH	加工助剂^**
1^#	94	0	0	0	3	3
2^#	90	4	0	0	3	3
3^#	88	6	0	0	3	3
4^#	86	8	0	0	3	3
5^#	84	10	0	0	3	3
6^#	83	8	3	0	3	3
7^#	82	8	4	0	3	3
8^#	81	8	5	0	3	3
9^#	80	8	6	0	3	3
10^#	78	8	8	0	3	3
11^#	77	8	6	3	3	3
12^#	75	8	6	5	3	3
13^#	72	8	6	8	3	3
14^#	70	8	6	10	3	3

表1 样品中各成分含量 (%)

Tab.1 Content of each component in the samples

样品	UL 94 级别	有焰燃烧时间/s	无焰燃烧时间/s	有无熔滴现象	极限氧指数/%
1^#	—	>60	—	有	17.4
2^#	—	>60	—	有	17.7
3^#	—	>30	—	有	19.8
4^#	V⁃0	12	0	无	21.8
5^#	V⁃0	10	0	无	21.3

表2 不同阻燃剂含量聚烯烃材料的燃烧性能

Tab.2 Combustion properties of composites with different flame retardant contents

图1 样品表面电阻率与导电炭黑含量的关系

Fig.1 Relationship between surface resistivity of the samples and conductive carbon black content

图2 样品力学性能与导电炭黑含量的关系

Fig.2 Relationship between mechanical properties of the samples and conductive carbon black content

图3 POE含量对样品力学性能的影响

Fig.3 Effect of POE content on mechanical properties of the samples

图4 12#样品的EDS照片、SEM照片及能谱图

Fig.4 EDS microscopy， SEM image and energy spectrum of sample 12#

图5 样品的挠度⁃循环次数曲线

Fig.5 Deflection⁃number of cycles curve of the sample

图6 样品的SEM照片

Fig.6 SEM images of the samples

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