1、基體樹脂選擇
環(huán)保型無(wú)鹵阻燃熱縮管以EVA和LDPE為基體樹脂,EVA(VA含量28%)具有良好的物理力學(xué)性能,耐候性、耐應(yīng)力開裂性、加工性好,可以添加大量填料。隨著VA含量提高,其彈性、柔軟性、相容性,透明性等相應(yīng)提高;當(dāng)VA含量減少,則性能接近于聚乙烯。因此選用VA含量為28%、熔體流動(dòng)速率為3~5g/10min的EVA,能夠滿足環(huán)保型無(wú)鹵阻燃熱縮管對(duì)基體樹脂的要求。LDPE具有優(yōu)良的耐低溫性能(低使用溫度可達(dá)-70~-100℃),力學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性好,耐大多數(shù)酸堿的侵蝕,常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良,與EVA(VA含量28%)相比,價(jià)格低廉,根據(jù)環(huán)保型無(wú)鹵阻燃熱縮管的要求,選用熔體流動(dòng)速率為2~3g/10min的LDPE。EVA與LDPE的混合比例為7∶3,這樣既發(fā)揮了LDPE價(jià)格低廉、剛性好的特性,又能夠提高混合樹脂的加工性能。
2、阻燃劑選擇
環(huán)保型無(wú)鹵阻燃熱縮管以微膠囊和氫氧化鎂為阻燃劑。普通在空氣中易吸濕、氧化,與高分子材料相容性差,而且易引起爆炸,因此其應(yīng)用范圍受到了限制;微膠囊除克服了固有弊端外,還具有高效、低煙,在加工中不產(chǎn)生有毒氣體等優(yōu)點(diǎn),其分散性、物理力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。微膠囊受熱分解成脫水性極強(qiáng)的偏磷酸,它能使燃燒的聚合物表面炭化,炭化層既可以阻止可燃?xì)怏w的釋放,又具有吸熱作用。另外微膠囊與氧形成PO自由基進(jìn)入氣相后,可以捕捉大量H和HO自由基,起到阻燃作用。氫氧化鎂受熱(340~490℃)后發(fā)生分解,吸收燃燒物表面熱量起到阻燃作用,同時(shí)釋放出大量水分稀釋燃燒物表面的氧氣,分解生成的活性氧化鎂附著于可燃物表面又進(jìn)一步阻止了燃燒的進(jìn)行,氫氧化鎂在整個(gè)阻燃過(guò)程中不但沒(méi)有任何有害物質(zhì)產(chǎn)生,而且其分解的產(chǎn)物在阻燃的同時(shí)還能夠大量吸收高分子燃燒所產(chǎn)生的有害氣體和煙霧,從而使燃燒很快停止,同時(shí)消除煙霧,阻止熔滴。
通過(guò)試驗(yàn)可以看出,隨著微膠囊用量的增加,氧指數(shù)相應(yīng)增加,阻燃效果比較明顯,但是由于加工技術(shù)的限制,微膠囊的粒徑較大,與基體材料的相容性不好,導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度快速下降。
隨著氫氧化鎂用量的增加,汽車專用料、功能母料技術(shù)研討及新產(chǎn)品推廣當(dāng)微膠囊與氫氧化鎂在EVA氧指數(shù)相應(yīng)增加,當(dāng)氫氧化鎂超過(guò)90份以后,氧指數(shù)增加較快,說(shuō)明氫氧化鎂達(dá)到一定用量以后,阻燃效果才明顯。/LDPE(70/30)中共用的阻燃時(shí),微膠囊與氫氧化鎂具有協(xié)同阻燃效果,與單獨(dú)使用相比,阻燃效果明顯。當(dāng)微膠囊的用量為15份,氫氧化鎂用量達(dá)到90份時(shí),氧指數(shù)超過(guò)34%,可以通過(guò)VW-1燃燒實(shí)驗(yàn),但是拉伸強(qiáng)度較低,不能達(dá)到UL224標(biāo)準(zhǔn)(≥10.4 MPa)的要求,說(shuō)明基體樹脂與阻燃劑的相容性不好。
3、增容劑的作用
根據(jù)EVA、LDPE基體樹脂、微膠囊以及氫氧化鎂的特點(diǎn),自制了增容劑,以提高基體樹脂與阻燃劑的相容性。添加增容劑后,當(dāng)產(chǎn)品配比為:EVA/LDPE為70/30)時(shí),從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,在阻燃劑添加量不變的情況下,加入增容劑以后,增加了基體樹脂與阻燃劑的相容性,產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度大幅度提高。當(dāng)微膠囊為15份,氫氧化鎂為90份,增容劑為3份時(shí),產(chǎn)品的阻燃性以及拉伸強(qiáng)度能夠達(dá)到UL224標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)添加3份增容劑以后,氧指數(shù)有所下降,但是能夠通過(guò)UL224的阻燃性VW-1實(shí)驗(yàn)。