10月19日，“2020年全国阻燃学术年会”在美丽的珠海顺利召开。会议由中国

　　石油和化学工业联合会阻燃材料专委会、中国兵工学会阻燃专委会和北京理工大学

　　国家阻燃材料工程技术研究中心主办。国内从事阻燃材料研究和生产的高等院校、

　　科研院所、主要企业参加了此次会议。业界阻燃专家齐聚一堂，共同探讨沟通阻燃

　　剂与阻燃材料的发展，分享科研成果。此次会议集合和发表各行业专业论文数百

　　篇。

　　会议伊始，对11名在2020年度阻燃行业优秀工作者通报表扬，并颁发奖牌和证书。普塞呋总经理周侃先生荣获了此次“2020年全国阻燃学术年会-阻燃行业技术创新优秀工作者”殊荣。普塞呋总经理周侃先生求真务实，积极探索，勇于创新的精神，对阻燃行业做出了突出的贡献。

　　普塞呋未来追求技术不断创新，持续研究新型环保无卤阻燃剂，与行业内的优秀企业携手奋进，共享资源，分享研究成果，不断为客户创造价值，为社会和人民

　　财产安全积极着想，为推进无卤阻燃事业而不断努力。

　　2020年全国阻燃学术年会的会议论文集，普塞呋《无卤膨胀阻燃体系用于聚丙烯UL94 5VA级别阻燃测试》、《两种阻燃剂在高光聚丙烯材料中的对比》两篇论文入选论文集，积极分享科研结果，促进阻燃行业学术交流。

　　无卤膨胀阻燃体系用于聚丙烯UL94 5VA级别阻燃测试

　　刘华夏，陈志钊，周侃

　　（清远市普塞呋磷化学有限公司）

　　摘要本文选用常见代表性的聚磷酸铵体系阻燃剂（EPFR-100D）,焦磷酸哌嗪体系阻燃剂（EPFR-100DM，110D5VA）两种体系三种阻燃剂用于聚丙烯中，实验结果表明：当EPFR-100D 、EPFR-100DM、110D5VA添加量分别达到45%、42%、38%时，聚丙烯阻燃级别可达到2mm厚度UL94 5VA，使用110D5VA的聚丙烯体系拥有相对最好的物理机械性能。

　　关键词聚丙烯、阻燃剂、5VA、性能

　　前言

　　聚丙烯（Polypropylene，简称PP），作为五大通用树脂中的一种，在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产中有较为广泛的应用。而PP本身作为一种塑料拥有易燃的缺陷，需要进行阻燃改性才可获得阻燃PP产品。一般对于PP 的阻燃改性是通过添加阻燃剂进行的，其中较为成熟的是添加卤系阻燃剂。卤系阻燃剂具有添加量少，阻燃效率高的特点，但是添加卤系阻燃剂的PP制品燃烧时会产生有毒气体，不能满足人们对于材料日益严格的环保要求。而一般的无卤阻燃剂虽能满足人们对于材料低烟、无毒的要求，但是其阻燃效率远不如依靠通过自由基机理阻燃的卤系阻燃剂，尤其是对于像新能源汽车、暖风机外壳、微波炉外壳等要求阻燃性能比较高的应用领域，一般的阻燃改性手段是无法达到的，需要多组分的阻燃协同方可满足要求。

　　UL94阻燃测试标准是应用最广泛的塑料可燃性能测试标准，而其中的5VA测试标准是其中最为严格的，包括样板和样条的测试。UL94-5VA要求在满足其规定火焰强度的情况下，施焰五秒五次后样板不能烧穿，样条不能滴落燃棉且延燃时间不超过60秒。现如今，对于PP制品最高的阻燃要求便是可以通过UL94-5VA的测试。但这势必会严重降低材料的力学性能。因此需要在使用无卤阻燃剂的同时复配一些具有协同作用的组分，以期在较少添加量的情况下使材料满足UL94-5VA的标准要求。

　　1 实验部分

　　1.1  主要原料

　　聚丙烯，牌号：K9930H,(茂名石化,密度0.91g/cm3；拉伸强度：20MPa；断裂伸长率：341%；弯曲强度：22MPa；弯曲模量：876MPa；缺口冲击强度：610J/m)；聚磷酸铵体系无卤膨胀阻燃剂EPFR-100D，清远市普塞呋磷化学有限公司；焦磷酸哌嗪体系无卤膨胀阻燃剂EPFR-110DM，清远市普塞呋磷化学有限公司；110D5VA，清远市普塞呋磷化学有限公司；抗氧剂；润滑剂；抗滴落剂；

　　1.2  主要仪器和设备

　　UL94垂直燃烧仪器；力学万能试验机：CMT4204，深圳新三思材料测试有限公司；熔体流动速率测定仪：XRL-400A，承德精密试验机有限公司；悬臂梁冲击试验机：ZBC-25B，深圳新三思材料测试有限公司；

　　1.3  实验步骤

　　1.3.1 样品制备

　　将实验所用PP以90℃条件干燥3h。将干燥后的PP、阻燃剂及各种助剂根据配方搅拌均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，干燥。根据测试内容不同，注塑制成各种标准样条，样板。

　　1.3.2 性能测试

　　按ASTM D638塑料拉伸性能的测试方法进行拉伸性能测试；

　　按ASTM D790未增强和增强塑料及电绝缘材料弯曲性的标准试验方法进行弯曲性能测试；

　　按ASTM D256塑料冲击试验方法进行悬臂梁缺口冲击强度（Izod）测试；

　　按ASTM D1238热塑性塑料熔体流动速率的标准测试方法进行熔融指数的测试；

　　按UL94标准进行燃烧测试；

　　2 结果与讨论

　　2.1 力学性能
 

　　从表2可知，磷氮类无卤阻燃剂对于聚丙烯力学性能的降低是比较明显的。这主要是由于其与聚丙烯的极性相差较大，相容性较差，阻燃剂破坏了于聚丙烯基体连续性，导致聚丙烯力学性能的下降。

　　2.2 阻燃性能

　　测试方法UL94 5VA

　　由表4结果可知，110D5VA拥有最高的阻燃效率，焦磷酸哌嗪体系阻燃剂其次，聚磷酸铵类阻燃剂在5VA级别的阻燃测试中阻燃效率相对较低。原因是由于5VA级别火焰强度较高，单纯依靠聚磷酸铵基阻燃剂或者焦磷酸哌嗪阻燃剂配合聚合物成碳不足以将热量完全隔绝，过高的热量导致不接触火焰的一面熔融，PP分子链剧烈运动导致熔体撕开，如下图3。

　　图3 UL94 5VA样板测试效果图(顶部撕裂)

　　110D5VA中含有一种阻燃协效作用，不但可以起到稳固炭层的作用，同时在基体中起到支撑联结作用，有效避免了顶端撕裂，如下图4。

　　图4 UL94 5VA样板测试效果图

　　3 结论

　　(1) 磷氮类无卤阻燃剂与聚丙烯相容性较差，用于聚丙烯后会导致其力学性能的降低；

　　(2)焦磷酸哌嗪阻燃剂用于聚丙烯中阻燃效率高于聚磷酸铵体系；

　　(3)对于UL945VA级别的阻燃测试，由于火焰强度较高，一般的磷氮阻燃剂满足不了要求，需协效一些稳固成碳的物质方可通过，尤其对于厚度较小的制品。

　　REFERENCES

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　　Halogen-freeintumescent flame retardant system is used in UL94 5VA level polypropylene

　　Abstract In this paper, two types offlame retardants of ammonium polyphosphate system (EPFR-100D) and piperazinepyrophosphate system (EPFR-100DM, 110D5VA) are used in polypropylene. Theexperimental results show that: when EPFR -100D, EPFR-100DM, 110D5VA when theaddition

　　amount reaches 45%, 42%, and 38% respectively, the flame retardantgrade of polypropylene can reach 2mm thickness UL94 5VA, and the polypropylenesystem using 110D5VA has relatively best physical and mechanical properties.

　　Key words Polypropylene, Flameretardant, 5VA, Performance