4A分子筛对软质PVC阻燃抑烟作用

沸石多孔具有吸附功能,通过tg、sem等研究了沸石对pvc的阻燃抑烟作用。研究表明:沸石能吸收hcl,减少pvc燃烧过程中hcl的表观释放量,沸石对pvc具有一定的阻燃作用,在pvc/沸石的炭层表面有沸石覆盖层,起到较好的绝热屏蔽作用。在pvc/沸石燃烧残余物的炭层内部有沸石填充,基材、碳和沸石形成复合材料提高阻燃作用。

　　 第32卷　第2期 2009年4月 煤炭转化 coalconversion vol.32　no.2 apr.2009 　　 　3中煤能源公司和山西省朔州市政府企业自主创新科技资助项目(yfzx(08)04). 1)副教授;2)硕士生;3)讲师,西安建筑科技大学理学院,710055　西安 收稿日期:2008210212;修回日期:2009202226 粉煤灰提取硫酸铝的残渣制备4a分子筛 3 白光辉1)　徐　鹏2)　滕　玮2)　王香港2)　邢远清3) 　　摘　要　利用粉煤灰酸法提取硫酸铝的残渣为原料,采用固相合成法进行4a分子筛的合成. 并对其制备工艺条件和产品性能进行了实验研究,得到相应的较佳工艺条件为:粉煤灰酸渣∶氢氧 化铝∶氢氧化钠=10∶4∶15;焙烧温度8

采用单因素法分析了分子筛类型及用量对磷氮阻燃剂浸渍杨木单板制备的胶合板的阻燃性能和胶合性能的影响。研究结果表明:分子筛在磷氮阻燃胶合板中显示出良好的协效阻燃作用。加入量为1%时就能够显著提高阻燃胶合板的阻燃性能,不同类型分子筛对阻燃性能的提高程度依次为4a>5a>13x>3a;分子筛在协效阻燃的同时,还可以提高阻燃胶合板的胶合强度。分子筛加入量为3%时阻燃胶合板的胶合强度提高最大,各类型分子筛对胶合强度的提高程度依次为13x>5a>4a>3a。

研究了氢氧化镁的表面改性及其在软质聚氯乙烯(pvc)中的应用。通过tem、bet对改性前后的氢氧化镁进行了表征,通过tg对氢氧化镁进行了热失重分析;考察了氢氧化镁用量对软质pvc体系阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:改性氢氧化镁比表面积有所增大;在314～430℃范围内,氢氧化镁失重27.5%;改性氢氧化镁在软质pvc体系中有较好的相容性和分散性;添加40g改性氢氧化镁,体系的氧指数由25.5%提高到27.7%,拉伸强度由23.6mpa下降到18.6mpa,既达到了较好的阻燃效果,又对力学性能的影响不大。

采用分子筛与磷酸酯类阻燃剂(p-2)复配制备了高耐热、无卤阻燃聚碳酸酯(pc)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(abs)合金。研究了4a分子筛、13x分子筛与p-2复配对pc/abs合金阻燃性能、力学性能、热稳定性能的影响。结果表明,分子筛与p-2的复配能有效地缩短pc/abs合金余焰燃烧时间;分子筛使pc/abs合金体系的韧性降低,刚性提高,耐热性能提高;p-2与经偶联剂处理的4a分子筛复配而成的阻燃剂的性能较好。

综述了无机阻燃剂对聚氯乙烯(pvc)阻燃和抑烟性能的影响,对阻燃剂和抑烟剂作了分类介绍。重点介绍了金属氢氧化物、锑系、硼系、锡系、红磷和含锌化合物等阻燃剂,对各体系进行了比较,指出各体系的阻燃机理、添加量、以及常用的改进方法。介绍了水滑石、沸石、蒙脱土等新型无机阻燃剂,这些阻燃剂在pvc的应用中具有潜在的优势,具有添加量少、阻燃效率高的优点。阻燃剂与抑烟剂的超细化、活性化、复合化是pvc阻燃与抑烟改性的发展方向。

通过均匀实验设计方法研究了moo3/zno/app(聚磷酸铵)三元复合抑烟阻燃体系对硬质pvc复合材料的抑烟阻燃性能、力学性能和热稳定性的影响,用spss软件对试验结果进行了回归分析。结果表明,当moo3、zno、app分别为2.5份、3.5份和9份时,复合材料的协同抑烟阻燃性能最好,最大烟密度(smd)由100降低到77.5,烟密度等级(sdr)由85.3降低到57.4,极限氧指数由44.5%提高到65.0%。复合材料的力学性能略有下降,拉伸强度由36.3mpa降至33.7mpa,断裂伸长率由48.1%降至44.7%。热重分析表明,moo3/zno/app三元复合抑烟阻燃体系使硬pvc失重温度范围变窄,最大失重温度降低了近50℃,而失重速率明显降低。

聚氯乙烯(PVC)阻燃抑烟的研究进展

赋予软聚氯乙烯材料阻燃性的方法中,添加无机阻燃消烟剂是被普遍采用的方法之一.它具有方便、有效、廉价等特点.是目前软pvc材料阻燃消烟手段的主流.通过对比几种不同pvc材料阻燃消烟剂的优缺点,可以看出,软pvc材料阻燃消烟剂应向高效低毒、复合、耐候、阻燃持久的方向发展.

用极限氧指数(loi)、烟密度和剩炭率研究了锡酸盐和mg(oh)2复合阻燃剂对软pvc的阻燃消烟作用。用热分析方法研究了阻燃软pvc从室温到800℃的降解过程,结合对材料燃烧后剩炭结构的观察对阻燃机理进行了初步的探讨。结果表明:锡酸盐和mg(oh)2复合使用能明显提高对软pvc的阻燃效率,mg(oh)2主要通过脱水吸热作用使材料的阻燃性能提高,而锡酸盐可分别在凝聚相和气相起作用,但主要为凝聚相lewis酸催化机理。

以纤维状海泡石为原料,通过简单的酸洗改性制备用于软质pvc的阻燃添加剂。酸洗改性的海泡石采用sem、ir和xrd技术进行表征,结果表明海泡石在强酸条件下产生链断裂现象,海泡石由长纤维变成短纤维,海泡石孔状结构塌陷,表面的游离羟基数增多,氢键形式的si-oh减少,得到的无定形二氧化硅仍保持纤维状结构。将改性海泡石添加至软质pvc制品中进行阻燃性能测试,获得较好的阻燃性能,海泡石阻燃pvc的tg分析表明,海泡石能改善pvc的热分解过程。

分子筛的知识 分子筛：分子筛是一类具有规则可调变均匀孔径的多孔材料，具有很大的比 表面积和孔容。对多种气体有非常好的吸附性能。分子筛具有规整的孔道结构， 已被作为催化材料、气体分离与吸附剂、离子交换剂等广泛用于石油与天然气加 工、精细化工、环保与核废料处理等领域。具有更好的热稳定性和水热稳定性。 在工业上，孔隙率高且通常用于气体或蒸气混合物分离的吸附剂主要有沸石分子 筛、活性炭、活性粘土、硅胶及插性氧化铝。 沸石：是一种是一种离子型极性吸附剂，孑l隙结构规整，孔道表面高度极 化。其成分为含有水架状结构的铝硅酸盐类，其晶体结构中有众多的空腔，并有 孔道将这些孔道联通。在未处理前，孔道中常含有结合水，加热可使水分脱出并 且不破坏孔道结构。经过加热脱水后，便形成了大量的空腔。 沸石分子筛：沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，以其规整的晶体结构、均匀一致 的孔分布和可调变的表面性质在

将不同晶型的bi2o3阻燃剂添加到软质pvc材料中,采用极限氧指数和烟密度评价bi2o3对软质pvc的阻燃性能,并与常用的氧化锑(sb2o3)和钼酸铵协同阻燃剂进行阻燃抑烟比较,结果表明:5%的β-bi2o3阻燃剂添加至软质pvc时氧指数达35.5,烟密度为75%;而6%氧化锑与3%钼酸铵协同添加后软质pvc的氧指数达到35,烟密度为85.5%。sem和tg/dsc表征bi2o3在软质pvc中的分散和热分解特性,结果表明:β-bi2o3的在pvc树脂中分散性优于α-bi2o3,bi2o3的加入使pvc前期热释放速率降低,后期分解释放小分子速度和数量均有所降低,增加了成碳率,从而提高pvc的氧指数和降低烟密度。

采用溶胶-凝胶法合成了具有尖晶结构的铝酸锌。用x射线衍射仪、扫描电镜表征合成的铝酸锌。通过热分析方法研究了用铝酸锌作阻燃剂的软pvc从室温到800℃的热降解过程,通过极限氧指数(loi)、烟密度测试器测试手段研究了铝酸锌对软pvc的阻燃作用。结果表明:采用溶胶-凝胶法合成的铝酸锌具有尖晶结构、粒径较小且分布均匀。添加物质量1.5%的铝酸锌的软pvc样品loi达29.8,吸光度降至53.0%,达到一般软质pvc的阻燃要求。

将聚磷酸三聚氰胺(mpp)作为阻燃剂阻燃pa6,研究了高效成炭(剂cfa)和4a分子筛对mpp阻燃pa6性能的影响,并通过热失重分(析tga)对材料进行了表征。结果表明:cfa和4a分子筛对mpp具有协效阻燃作用,加速了pa6阻燃时的成炭化学反应,改善了炭层结构。当阻燃体系中添加26%的mpp、4%的cfa和2%的4a分子筛时p,a6的氧指数可达到35%,垂直燃烧通过ul94v—1级。

研究了纳米水滑石(ldhs)/纳米氧化锌(zno)复合体系对硬质聚氯乙烯(pvc-u)材料抑烟阻燃、力学性能、动态力学性能和热稳定性能的影响,以及纳米粉体在pvc-u材料中的分散情况。结果表明,当纳米ldhs为3份、纳米zno为2份时,两者之间具有良好的协同效应;pvc-u材料燃烧时的烟密度等级降低到68.80(明显好于gb/t8627-1999);氧指数达到61.8%;力学性能无明显变化;热重分析表明质量保持率明显高于对照样品,600℃残重率由11.8%提高到22.6%;通过透射电子显微镜观察纳米ldhs/zno复合组分为5份时,能够达到纳米级分散效果。

采用自制的聚乙烯蜡接枝马来酸酐对竹粉进行改性,并制备了pvc/竹粉复合材料;研究了改性竹粉用量对pvc/竹粉复合材料阻燃抑烟性能的影响。结果表明:①pvc/竹粉复合材料的氧指数随着改性竹粉用量的增加而下降;②当改性竹粉的用量为10~50份时,pvc/竹粉复合材料的垂直燃烧性能达到fv-0级,水平燃烧性能达到fh-1级;③pvc/竹粉复合材料的最大烟密度、烟密度等级均随着改性竹粉用量的增加而下降。

以4a分子筛为阻燃改性剂,bl阻燃剂为阻燃剂,压制了阻燃胶合板。研究了4a分子筛用量对bl阻燃剂处理胶合板的胶合强度与阻燃性能的影响。结果表明:加入适量的4a分子筛,阻燃胶合板的胶合强度显著提高,对阻燃性能影响较小。当分子筛添加量为8%时,阻燃胶合板的胶合强度可达到1.08mpa,氧指数为42.2%。

采用不同阻燃剂对软质pvc进行阻燃抑烟改性,并针对氧指数、烟密度、热重分析等关键项目进行分析表征。结果表明,氧化锑/锡酸锌/羟基氧化铁(feooh)三元复配阻燃剂在软质pvc体系中具有良好的协同作用,相比单独使用氧化锑或氧化锑/锡酸锌阻燃剂,可同时满足阻燃和抑烟的需求。

以酸溶粉煤灰提取氯化铁后的残渣为原料,采用碱熔-水热法制备4a分子筛,系统研究了反应体系碱度、陈化时间、晶化时间及晶化温度对4a分子筛钙离子交换能力和物相组成的影响,所得产品通过x射线衍射、透射电镜、激光粒度分析仪等进行分析与表征。研究结果表明,在碱度7.5、陈化24h、晶化温度90℃、晶化4h的条件下,可获得结晶度好、平均粒径1.503μm、平均孔径0.4nm,钙离子交换能力305.54mg/g的4a分子筛。

分子筛因量子尺寸效应及界面耦合效应的影响而具有奇异的物理、化学等许多优良性能,近10年间分子筛被应用到材料阻燃研究领域之中。文中在简要介绍分子筛类型和功能特性的基础上,以分子筛在材料阻燃中的应用研究为分析对象,得出分子筛是很好的阻燃协效剂,只需添加少量的分子筛就能提高阻燃效果,引入分子筛进行木质材料阻燃符合木质材料阻燃剂开发抑烟、低毒、环保等发展趋势;进一步探讨了引入分子筛到木质材料阻燃研究中的前景。

本文以廉价的baso4为基体，采用均匀沉淀法成功合成出了锌锡负载型阻燃剂，并考察了其在软质pvc中的阻燃、抑烟、力学作用。结果表明，添加30phr的锌锡负载型阻燃剂可使得pvc样品的极限氧指数（loi）增加到31．2％，烟密度等级（sdr）降低到80．33，阻燃消烟性最好；阻燃剂的加入使材料的力学性能略微下降。对阻燃pvc的热降解过程进行分析，结果表明，锌锡负载型阻燃剂的加人使得起始分解温度（tonset）迅速降低，失重减小，残炭率增加，起到了阻燃消烟作用。另外对烟密度测试完后的样品进行了残炭分析，结果表明，阻燃剂的引入可增加炭层外表面的稳定性，使得内部产生蜂窝状的孔洞。