PP中空闆表面膨脹型阻燃塗料的(de)研制

聚丙烯(PP)是全球産量最大(dà)的(de)樹脂之一,經過改進的(de)PP中空闆被廣泛應用(yòng)于包裝紡織品、建材、汽車、電子、電氣、辦公用(yòng)品及日常生活用(yòng)品等很多(duō)行業,但由于PP中空闆屬于易燃材料,其氧指數僅17.0%～18.0%,并且成碳率很低,燃燒時(shí)産生熔滴,使得(de)PP中空闆在很多(duō)領域的(de)應用(yòng)受到了(le)限制。

目前,對(duì)PP的(de)阻燃問題研究雖然很多(duō),但主要是阻燃劑作爲填充劑加入中空闆内,對(duì)膨脹型阻燃塗料的(de)研究較少,我們研制了(le)一種用(yòng)于PP中空闆表面的(de)膨脹型阻燃塗料,它通(tōng)過膨脹發泡隔離火源,達到對(duì)PP中空闆阻燃的(de)目的(de)。

實驗部分(fēn)

1、實驗試劑與儀器

實驗試劑:環己酮,分(fēn)析純;濃硫酸,分(fēn)析純;流平劑835,工業級;潤濕分(fēn)散劑DP-929,工業級;羚基丙烯酸樹脂(FS-3),工業級;PP附著(zhe)劑B-13MJI,工業級;消泡劑54X(),工業級;固化(huà)劑N-75,工業級;季戊四醇,工業級;隻聚氰胺,工業級;磷酸二氫錢,工業級;鉻酸鉀,工業級;實驗所用(yòng)的(de)PP材料爲潤鵬中空闆生産的(de)環保型PP中空闆。

主要實驗設備:400180-220型單相研磨分(fēn)散機;QXD型刮闆細度計;塗-4杯黏度計;202-0型台式烘幹箱。

1.2對(duì)PP中空闆的(de)衰面處理(lǐ)

表面處理(lǐ)的(de)方法有:化(huà)學法、熔融法、低溫等離子體法、氣體熱(rè)氧化(huà)法、輻射法、塗授處理(lǐ)、酸(堿)性脫脂劑處理(lǐ)等。我們采用(yòng)化(huà)學法對(duì)PP中空闆進行表面處理(lǐ)。這(zhè)種方法主要通(tōng)過處理(lǐ)液與高(gāo)分(fēn)子材料發生強氧化(huà)或腐蝕作用(yòng),使塑料表面的(de)分(fēn)子被氧化(huà)或撤去部分(fēn)分(fēn)子,在材料表面導入梭基,磺酸基等極性基團,增加了(le)PP表面與樹脂的(de)粘附性。處理(lǐ)液組成爲:鉻酸鉀4.4%,濃硫酸88.3%,水(shuǐ)7.3%。

處理(lǐ)溫度70~75℃,浸潤5~10mnm,取出後充分(fēn)水(shuǐ)洗,室溫下(xià)幹燥或烘幹。

1.3塗料的(de)配方

1.3.1樹脂的(de)選擇

經基丙烯酸樹脂因具有經基、梭基而有利于增加附著(zhe)性,而且成本低廉、性能優良。不同型号經基丙烯酸樹脂對(duì)PP中空闆的(de)附著(zhe)性實驗見表1。

從表1可(kě)看出:針對(duì)同一種參考溶劑與PP材料,FS-3060的(de)性能明(míng)顯要優于其它兩種樹脂,所以.我們選擇FS-3060作爲塗料基料。

1.3.2溶劑的(de)選擇

本實驗采用(yòng)溶解度參數相近原則,對(duì)溶劑進行優化(huà)及選擇,其結果見表2。

從表2中可(kě)看出:這(zhè)兩種溶劑與基材PP的(de)溶解度參數相差很大(dà),而與FS-3060樹脂的(de)溶解度參數相差較小,符合塑料塗料的(de)配漆原則。我們選擇溶劑Ⅱ與樹脂FS-3060配漆。

1.3.3其他(tā)助劑的(de)選擇

根據助劑的(de)适用(yòng)範圍和(hé)特性,及與樹脂FS-3060的(de)相容性,本實驗選擇835作爲流平劑;DP-929作爲潤濕分(fēn)散劑,其儲存穩定性優異,可(kě)防止顔料絮凝的(de)發生,保持粘度與細度的(de)穩定,不易褪色、發花;選擇5400作爲消泡劑。

13.4塗料的(de)塗裝及其性能檢測

我們采用(yòng)刷塗法施工。塗層用(yòng)酒精噴燈進行燃燒檢測與自熄時(shí)間測定。酒精噴燈的(de)燃燒溫度可(kě)達700～1000℃,觀測塗層的(de)膨脹速度、膨脹高(gāo)度及膨脹碳層的(de)改變、硬度和(hé)破裂情況。

1.3.5基本塗料配方

采用(yòng)總質量控制法,經過多(duō)次實驗.确定塗料配方爲:經基丙烯酸樹脂FS-3060,B-13MLJ(附著(zhe)劑),7g;835(流平劑),1g;5400(消泡劑),1g;DP-929(分(fēn)散劑).1g;環己酮,40g。

1.4結果與討(tǎo)論

1.4.1阻燃劑配方探討(tǎo)

資料表明(míng):炭化(huà)劑季戊四醇,催化(huà)劑磷酸二氫餒,發泡劑三聚氰胺3種試劑具有優良的(de)阻燃效果.

3種試劑的(de)最佳質量百分(fēn)比爲:炭化(huà)劑50%,催化(huà)劑(30%～40%),發泡劑(10%～20%)。配合使用(yòng)無機阻燃劑,使所形成的(de)塗膜具有較厚的(de)厚度,以便在遇火受熱(rè)時(shí)有更厚的(de)發泡層,發揮更大(dà)的(de)阻燃作用(yòng)。

阻燃塗料關鍵是看:(1)3種阻燃劑的(de)最佳配比;(2)塗料與阻燃劑的(de)最佳比例;(3)阻然體系的(de)固體顆粒與塗料的(de)相容性;(4)顆粒細度對(duì)阻燃性能的(de)影(yǐng)響,保證其細度通(tōng)過200目的(de)分(fēn)子篩。

1..42阻燃劑配比對(duì)塗料性能的(de)影(yǐng)響。

塗料控制在100g,阻燃劑總量控制在20g。用(yòng)酒精噴燈進行燃燒檢測,具體結果見表3。

由表3可(kě)知:季戊四醇:磷酸二氫按:三聚氰胺以3:l:6爲佳。

另用(yòng)打火機對(duì)塗膜進行燃燒,發現隻變黑(hēi),成炭效果好,起泡性能不好,沒有火焰燃燒現象。說明(míng)可(kě)能在低溫情況下(xià)是以成碳爲主,高(gāo)溫情況下(xià)以發泡爲主。

1.4.3阻燃劑用(yòng)量對(duì)塗料性能的(de)影(yǐng)響

按上述阻燃劑配比,分(fēn)别用(yòng)不同量複合阻燃劑體系進行比較實驗,具體結果見表4。

表4結果表明(míng):控制塗料與阻燃劑的(de)配比爲4:l時(shí),塗料的(de)性能指标可(kě)以保證,而且阻燃效果好。

1..4.4無機添加劑對(duì)阻燃效果的(de)影(yǐng)響

經過大(dà)量的(de)實驗證明(míng),向阻燃塗料中加人(rén)雲母,使得(de)塗料變得(de)更加緻密、結實,塗料的(de)阻燃效果更加理(lǐ)想。絹雲母是白雲母成密實狀微晶集合體的(de)亞種,具有絲絹光(guāng)澤,100～4側)目絹雲母耐火度較高(gāo)、絕緣隔熱(rè)理(lǐ)化(huà)性質穩定。

2結語

PP中空闆易燃,且燃燒時(shí)形成熔滴,同時(shí)PP中空闆表面不易附著(zhe).通(tōng)過表面處理(lǐ)和(hé)選擇合适的(de)樹脂、促進劑等可(kě)解決這(zhè)些問題。

PP中空闆表面用(yòng)鉻酸鉀.44%、濃硫酸88.4%、水(shuǐ)7.3%的(de)混合液進行處理(lǐ)。

基本塗料配方爲:經基丙烯酸樹脂(FS-3060)50g、B-13MLJ 7g、流平劑835 1g、消泡劑5400 1g、分(fēn)散劑929 1g.環己酮4g。

膨脹性阻燃劑配比:季戊四醇:磷酸二氫鐵:三聚氰胺爲3:1:6。

膨脹性阻燃塗料的(de)配方:基本塗料100g、膨脹性阻燃劑用(yòng)量爲25g,無機阻燃劑絹雲母用(yòng)量爲2g。用(yòng)以上配方可(kě)以得(de)到發泡率和(hé)密實度都良好、附著(zhe)力強的(de)PP中空闆用(yòng)阻燃塗料。