Sb₂O₃/聚氯乙烯复合材料的制备及阻燃性能

徐建林^1,2，周生刚^1,2，牛磊^1,2，冯冲^1,2，杨文龙^1,2，淡小敏^1,2

1. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室2. 兰州理工大学温州泵阀工程研究院

摘 要：以聚氯乙烯（PVC）为基体,微米级和纳米级Sb2O3为阻燃剂,采用熔融共混的方法制备了Sb2O3/PVC复合材料。分别利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量色散谱仪（EDS）对复合材料和燃烧产物的形貌进行表征,通过极限氧指数仪（LOI）和垂直燃烧实验对复合材料的阻燃性能进行了研究。结果表明:与纯PVC相比,Sb2O3/PVC复合材料能够形成有效的Sb-Cl阻燃体系,对软质PVC塑料的阻燃性能有明显的提升;相比于微米Sb2O3,纳米Sb2O3由于其粒径的优势,使其与PVC基体的相容性更好,同时增大了燃烧区Sb2O3分解反应的平衡常数,生成了更多的Sb Cl3和Sb OCl,相应的也促进了气相中活性自由基捕获反应的进行,从而使得燃烧更容易被终止;纳米Sb2O3与PVC的质量比为1.85∶100时,Sb2O3/PVC复合材料可达到难燃级别,氧指数和UL-94等级分别为27.1%和V-1级;而微米Sb2O3与PVC的质量比为3∶100时,Sb2O3/PVC复合材料才可达到难燃级别。

关键词：聚氯乙烯;三氧化二锑;复合材料;阻燃性能;阻燃机制;