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1、红磷阻燃ABS的研究彭朝阳I许晶玮$宁凯军$（1.广东省公安消防总队，广东广州510640；2.金发科技股份有限公司，广东广州510520）摘要：木文研究了红磷对ABS的阻燃效果及阻燃机理，结果表明：红磷母粒添加量达到17%时,体系阻燃等级可达到UL94V-0,但体系的冲击强度从40kj/m2下降到3.3kj/m2;PETG比酚醛树脂对于红磷/ABS体系貝-有更好的协效阻燃作用，添加30%的PETG,体系成炭率提升5%,阻燃稳定性提高。关键字：阻燃ABS无卤红磷成炭ABS无卤阻燃的需求出现后，研究者都将目光投向了磷及含磷化合物，其中红磷是最早被用来作为无卤阻燃ABS的阻燃剂的
2、物质。由于外观及力学性能难以得到保证，因此红磷阻燃的ABS并未得到市场化。但是这并不妨碍红磷阻燃ABS作为阻燃机理的研究对象进入研究人员的视野山。因为冇相当一部分研究人员认为，和澳怫阻燃ABS类似，如果在ABS体系磷含最高于某一浓度时，是可以实现无卤阻燃的。因而目前无卤阻燃ABS的难点在于：没有找到一种和ABS体系和容性号（即力学性能影响肖，产品外观良好）同时乂有很高的磷含量的阻燃剂。但是随着研究丄作的深入，越来越多的无卤阻燃ABS开发人员已经开始意识到，不同结构的磷的“存在”对于ABS基体的阻燃效果是不同的必叫因此，固然磷含量对于做体系的阻燃非常重要，同时也必须考虑磷/麟的
3、化学环境。本文的目的在于研究当磷以单质形态存在吋，磷含量对于ABS体系的阻燃效果，以便为以后其他结构磷/憐阻燃体系提供对比；另一方面，大量文献报道磷元素阻燃多是固相阻燃机理即成炭-隔热/隔氧的作用机理“①，本文也想考察一下当达到明显的阻燃效果时（也1级别以上），大量的磷元素是作用于气相还是固相；最后，本文考察了红磷体系对ABS力学性能的影响。1实验部分1.1原料：ABS745N韩国Kumho公司，苯乙烯含量约50%,内烯月青约23%,丁二烯橡胶约25%,缺口冲击强度40kj/m2；红磷母粒20450N2四川晨光研究所，红磷含量50%,载体树脂尼龙6；红磷母粒FRP-950,广
4、州银塑阻燃材料冇限公司，红磷含®80%,载体树脂POE；PETGGN071美国EASTMAN；线性酚醛树脂山西化工研究院，软化点89〜95°C。1•2设备双螺杆挤出机,南京瑞亚，长径比36:1直径37.8mm；注塑机,宁波海天，锁模力80吨;万能测试机，深圳新三思；冲击测试机德国ZWICK；垂直燃烧，美国Atlaso测试标准：拉伸强度ISO527-93,巧曲强度ISO178-93,悬臂梁缺口冲击强度ISO180-93,比重ISO1183-87,熔体指数ISO1133-97,垂直燃烧UL94-2000。1.3实验及测试唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就!样站按照配方混合后在18
5、0-200nC的条件下用双螺杆挤出造粒，螺杆转速30rpm；复合材料粒了在注塑机上以200°C中等压力和速度注塑成样条进行力学、阻燃等测试。热重测试用NETZSCHTG209F3Tarsus,采用2气氛,20°C/min升温速率,温升范围为50~700°C。2结果及分析2.1红磷的添加量对阻燃结果的影响可以预期的是，红磷的添加最达到一定浓度时，ABS体系可以达到无卤阻燃。在本次实验中，使用50%红磷含量、尼龙树脂为载体的母粒，当母粒添加量为17%时，可以实现3.0mmV-Oo实验结果及配方如下：表1.配方M/wet%试验配方12ABS745N8583红磷母粒204501517
6、燃烧结果NC3.0mmV-0样条的燃烧时间如下:表2.17%红磷母粒添加的ABS配方燃烧效果1.5mmtl1.7■■■■・■■■t2>30■■■■■■■■2.0mmtl2.33.81.81.44.2t24.34.914.77.7>302.5mmtl1.22.52.4--t22.534.5>30・■■■3.0mmtl1.12.21.21.41.7t24.51.91.41.55.6从燃烧结果中可以看到,红磷母粒添加量达到17%时,2.0~2・5mm的燃烧时间也是很短的,但往往会出现某一根/某一次的燃烧时间较长，使得燃烧等级下降。这可能与共混加工工艺有关，也许通过提高分散性，可以在
7、该添加量下实现更高等级的阻燃。2.2成炭剂对红磷阻燃ABS的作用ABS在氮气氛下成炭率接近()，这是很多文献都曾报道过的⑹，在木试验屮发现PETG及酚醛树脂等物质的存在，对成炭率的提高及阻燃的稳定性有明显作用。表3共聚酯及酚醛树脂对阻燃体系的影响/毗%1#2#3#4#5#ABS745N8050558060PETGGN071303520FRP-9502020101010线性酚醛1010燃烧1.5NGNGNGNGNG/mm2.0NGV-0V-1NGNG2.5NGV-0V-0NGNG3.0V-0V-0V-0N
