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阻燃塑木复合材料应用前景

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-08-14   浏览次数:560
核心提示:一直以来,卤素类阻燃剂因具有用量小、效果明显、价格适中的优点而被广泛研究和应用,但其在燃烧时会产生毒性烟雾和腐蚀性气体,对环境和人身造成危害,因而逐渐被其他无卤阻燃剂(氮-磷系、硅系、膨胀型和铝-镁类阻燃剂)取代。目前,国内外专利和技术难以满足中高端木塑家具料对于美观、强度、阻燃及成本的需求。因此,开发

一直以来,卤素类阻燃剂因具有用量小、效果明显、价格适中的优点而被广泛研究和应用,但其在燃烧时会产生毒性烟雾和腐蚀性气体,对环境和人身造成危害,因而逐渐被其他无卤阻燃剂(氮-磷系、硅系、膨胀型和铝-镁类阻燃剂)取代。目前,国内外专利和技术难以满足中高端木塑家具料对于美观、强度、阻燃及成本的需求。因此,开发一种低成本高强阻燃塑木复合才料显得尤为重要,具有良好的市场前景和社会效益,提高塑木复合材料应用的附加值。

无卤阻燃剂在塑木中的应用氮-磷系阻燃剂 塑木复合材料的机理在于磷、氮类化合物受热分解需要吸收大量热量,产生的磷酸能促使聚合物脱水炭化形成石墨状焦炭层,起到隔热隔氧,延缓材料燃烧的作用。APP(聚磷酸铵)和无机红磷是当前塑木复合材料阻燃研究的热点。

硅系阻燃剂 硅系阻燃剂的阻燃机理在于有机硅化合物燃烧时,分子Si—C键转变成Si—O键,形成白色残渣和碳化物的复合层,阻止挥发物外逸,隔绝氧气与基材接触,防止熔体滴落,从而起到阻燃作用,无机SiO2本身可充当材料的覆盖层,且还能对塑木复合材料起到力学性能补强作用。

膨胀型阻燃剂 以氮、磷、碳为主要元素,体系本身具有协同作用,其阻燃机理在于材料燃烧时会形成炭质泡沫层,起到隔氧、隔热、防滴、抑烟作用。

铝-镁类阻燃剂 该类阻燃剂因环保优势明显,价格低廉,日益成为国内外学者关注的热点,其阻燃机理在于化合物分解可吸收大量能量,分解产生的水蒸气稀释了周围空气中的O2,化合物残渣覆盖在材料基质表面,进一步阻隔材料内部与空气接触。

存在问题

塑木复合材料的阻燃研究还处于起步阶段,在加工过程中,还存在许多问题需要解决。

1) 大多数阻燃剂为添加型粉体材料,极性一般都很强,具亲水基,和亲油的聚合物基体不相容,添加量少时,达不到阻燃效果;量大时,容易与基体界面产生空隙,降低 塑木复合材料 的物理力学性能。

2) 塑木复合材料 的阻燃不仅涉及木材阻燃、高分子材料阻燃,还与二者的相互作用有关,阻燃情况非常复杂,致使一些适合在木材或塑料中应用的阻燃剂不能直接应用到塑木复合材料阻燃上。

3) 单一阻燃剂效率低,对聚合物材料物理机械性能影响大,多种阻燃剂的协效是一个热点,但各种阻燃剂复配过程中有可能出现交互影响或其他新的问题,协同机理探讨及阻燃剂改性显得十分关键。

发展前景
木塑复合材料阻燃性能研究的主要发展方向可总结为以下几点:

1) 继续研究新的偶联剂,提高阻燃剂与木塑复合材料的结合率。

2) 研究一剂多效型木塑复合材料阻燃剂,在提高木塑复合材料阻燃性能的同时赋予其防腐、耐候、防虫、耐老化等功效。

3) 在阻燃剂的添加方式上要有所突破,使其在现有木塑复合材料生产设备(或稍作改进)的情况下就可以实现阻燃剂的添加。

4)研发新型阻燃剂,使其在达到阻燃效果的同时不降低木塑复合材料的力学性能。

 
 
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