抑烟剂对氢氧化镁氯丁橡胶阻燃性能的.doc

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1、抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶阻燃性能的影响研究胡仕凯1，贺春江2，王玮2,赵云行2（1.北京中铁科新材料科技有限公司，北京100081；2.中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京100081；）摘要：研究了不同抑烟剂的种类和用量对氢氧化镁/氯丁橡胶的阻燃性能的影响。结果表明三氧化二锑和锡酸锌能提高材料的氧指数；三氧化二锑、八钼酸铵和锡酸锌都能降低材料的烟密度；其中八钼酸铵的抑烟效果最好。三氧化二锑、八钼酸铵、锡酸锌和炭黑的加入都能降低材料的毒性指数，其中锡酸锌降低毒性的效果最好。关键词：氯丁橡胶，抑烟剂，氢氧化镁，氧指数，烟密度，毒性随着社会的发展，高分子材料的应用越来越广，其广泛应用在化工

2、、建筑、装饰和轨道交通领域，但是高分子材料易燃或可燃，其容易引起火灾并且燃烧能产生大量的毒烟，危害人的安全[1]。氯丁橡胶分子链中含有氯原子，因而具有优异的力学性能，耐油和耐溶剂性，优异的阻燃性能[2-3]。但氯丁橡胶燃烧时烟大且产生的气体有毒，因此应用受到限制。随着防火标准安全标准要求的日益严格和火灾防范意思的提高，抑烟是现阶段的研究热点[4-5]。高分子材料的抑烟主要是通过添加阻燃抑烟剂实现。氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、八钼酸铵和锡酸锌等都常用在高分子材料的阻燃，以降低高分子材料烟的释放量[5-6]。抑烟剂在聚氯乙烯等塑料中应用研究较多，但三氧化二锑、八钼酸铵和锡酸锌等对氯丁橡胶的抑

3、烟效果和毒烟气性指数（CITg）的影响文献尚无报道。本文通过把三氧化二锑、八钼酸铵、锡酸锌和炭黑添加到氢氧化镁/氯丁橡胶中，研究了添加不同种类的抑烟剂和不同用量的抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶材料的阻燃性能的影响。1实验部分1.1原材料氯丁橡胶：S40V，日本电气化学；氢氧化镁，上海懋通实业有限公司；三氧化锑：Sb2O3，济南泰星精细化工有限公司；八钼酸铵，AOM-HS，广州埃登达化工有限公司；锡酸锌，HARMAXLS-ZS，广州埃登达化工有限公司；炭黑，N330，潍坊科伦比恩化工有限公司；其他为市售工业品。基础配方（份）：氯丁橡胶100份；氧化锌5份；氧化镁4份；硬脂酸1份；促进剂NA-220

4、.5份；促进剂DM0.5份；防老剂4010NA2份；防老剂MB2份；氢氧化镁60份；三氧化锑、八钼酸铵、锡酸锌和炭黑变量。1.2仪器设备开放式炼胶机：XK-160，上海双翼橡塑机械有限公司；平板硫化机：XLB型，上海齐才液压机械有限公司；zwick电子拉力机，220型，德国zwickRoell基团；氧指数测试仪：JF-3型，江苏江宁县分析仪器厂；烟密度测试箱：SDB型，莫帝斯燃烧技术有限公司；傅里叶红外光谱分析仪，NICOLET6700，美国尼高力仪器有限公司。1.3试样制备将开放式炼胶机辊距调至1mm,加入S40V,包辊塑炼1min,依次加入氧化锌、硬脂酸、氢氧化镁、防老剂和硫化剂混炼10

5、min,停放24h后返炼，在平板硫化机上制备所需的试样，硫化条件为170℃X10minX15MPa.1.4分析与测试拉伸强度和拉断伸长率按GB/T528-2009测试，邵氏硬度按GB/T531-2009测试，压缩永久变形按GB/T7759-1996测试，测试条件为100℃*96h，氧指数按GB/T10707-2008测试，烟密度按GB/T8323.2-2008测试，测试条件25kW/m2有焰燃烧；毒性指数按EN-45545-2013测试。2结果与讨论2.1抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶的物理机械性能的影响研究了不同种类和不同的添加量的抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶的物理机械性能的影响，结果如表1所示

6、。表1不同种类和不同的添加量的抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶的物理机械性能的影响性能配方编号三氧化二锑八钼酸铵锡酸锌炭黑05101520510152051015205101520硬度/邵A6162636464636465666364646564697274拉伸强度/MPa14.814.214.114.013.914.413.913.713.114.414.013.413.015.015.515.916.5扯断伸长率/%631628624620614627625620617625620618615625618604590从不同种类和不同用量的抑烟剂的用量可以看出，随着抑烟剂用量的增加，硬度都会增加

7、。四种抑烟剂中，添加炭黑后，材料硬度变化最大，这是因为三氧化二锑、八钼酸铵和锡酸锌的结构性低，不是补强填料，而炭黑是补强填料。炭黑能增加材料的拉伸强度，三氧化二锑、八钼酸铵和锡酸锌都使材料的拉伸强度下降，这与炭黑是补强填料，其它三种不是补强填料有关。2.2抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶的氧指数的影响氧指数份数图1不同种类和不同的添加量的抑烟剂对氢氧化镁/氯丁橡胶的氧指数的影响由图1可以看出，在相同用量情况下，氧指