抗氧化性可膨胀石墨的制备及其阻燃性能

doi:10.3969/j.issn.1000-1565.2014.02.010

河北大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (2): 166-173.DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2014.02.010

抗氧化性可膨胀石墨的制备及其阻燃性能

庞秀言,宋明凯,翟志晓

河北大学化学与环境科学学院,河北保定,071002

出版日期:2014-03-25 发布日期:2014-03-25
基金资助:
河北省教育厅博士基金

Preparation and flame retardancy of anti-oxidation expandable graphite

PANG Xiuyan,SONG Mingkai,ZHAI Zhixiao

Online:2014-03-25 Published:2014-03-25

摘要/Abstract

摘要： 建立了一种抗氧化性可膨胀石墨的制备方法.采用正交实验及单因素实验确定了可膨胀石墨的适宜制备条件:天然石墨C与KMnO4、质量分数98％ H2SO4及Na4 P2O7的质量比为1.0∶0.20∶5.0∶0.60,反应前硫酸用去离子水稀释至70％(质量分数),在40℃下反应40 min,得普通可膨胀石墨(EG1);将EG1用去离子水洗涤脱色后,再用一定浓度的蔗糖硼酸脂镁溶液浸渍,经过脱水、60～80℃下干燥后得起始膨胀温度165℃、膨胀容积400 mL/g的抗氧化性可膨胀石墨(EG).通过氧指数测定、热重和差热分析等手段考察了该EG对线性低密度聚乙烯(LLDPE)的阻燃性能.结果表明:添加未经蔗糖硼酸脂镁处理的EG1为阻燃剂使LLDPE氧指数提高到26.1％;添加30％(质量分数)EG可以使LLDPE的氧指数提高到29.8％,而残炭量可由18.6％提高至23.4％,说明在高温下EG可形成高热稳定性炭层,从而实现良好的阻燃性能.进一步分析了LLDPE/EG/APP(Ⅰ)(聚磷酸铵)体系可能的阻燃机理,并考察了阻燃剂的加入对LLDPE的拉伸强度的影响.

关键词: 抗氧化性可膨胀石墨, 线性低密度聚乙烯, 膨胀性能, 氧指数, 蔗糖硼酸脂镁, 残炭量

Key words: anti-oxidation expandable graphite, linear low density polyethylene, dilatability, limiting oxygen index, cane sugar borate magnesium, residual char

中图分类号:

O635.1

庞秀言,宋明凯,翟志晓. 抗氧化性可膨胀石墨的制备及其阻燃性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2014, 34(2): 166-173.

PANG Xiuyan,SONG Mingkai,ZHAI Zhixiao. Preparation and flame retardancy of anti-oxidation expandable graphite[J]. Journal of Hebei University (Natural Science Edition), 2014, 34(2): 166-173.

参考文献

[1] 闫爱华, 韩志东, 吴泽, 张显友, YAN Ai-hua, HAN Zhi-dong, WU Ze, ZHANG Xian-you. 可膨胀石墨在膨胀阻燃体系中协同阻燃作用的研究 [J]. 哈尔滨理工大学学报 2006.doi:10.3969/j.issn.1007-2683.2006.02.010
[2] 席改卿, 庞秀言, 王建森, 苏亚娟, Xi Gaiqing, Pang Xiuyan, Wang Jiansen, Su Yajuan. 以磷酸铵为辅助插层剂的可膨胀石墨的制备及其阻燃性能研究 [J]. 非金属矿 2011.doi:10.3969/j.issn.1000-8098.2011.05.006
[3] 雷长明, 张朝, 戴干策, LEI Chang-ming, ZHANG Chao, DAI Gan-ce. 可膨胀石墨阻燃体系在聚丙烯中的作用 [J]. 功能高分子学报 2007.doi:10.3969/j.issn.1008-9357.2007.02.005
[4] 戴贵平, 刘敏, 谢天生, DAI Gui-ping, LIU Min, XIE Tian-sheng. 硼对炭材料氧化行为的综合效应 [J]. 炭素技术 1999.doi:10.3969/j.issn.1001-3741.1999.05.008
[5] 袁春华, 李海民, YUAN CHun-hua, LI Hai-min. 碱式碳酸镁的应用及合成方法 [J]. 盐湖研究 2005.doi:10.3969/j.issn.1008-858X.2005.02.008
[6] 乔英杰, 吴培莲, 武湛君, 王慎敏, 王殿富. 高抗氧化低硫柔性石墨复合密封材料研究 [J]. 哈尔滨工业大学学报 2002.doi:10.3321/j.issn:0367-6234.2002.01.006
[7] 庞秀言, 支少康, 苏亚娟, 刘亮, 林放, PANG Xiu-yan, ZHI Shao-kang, SU Ya-juan, LIU Liang, LIN Fang. 一种高起始膨胀温度及高膨胀性能可膨胀石墨的制备 [J]. 河北大学学报（自然科学版） 2011.doi:10.3969/j.issn.1000-1565.2011.05.010
[8] 蔡晓霞, 王德义, 彭华乔, 王玉忠, CAI Xiao-xia, WANG De-yi, PENG Hua-qiao, WANG Yu-zhong. 聚磷酸铵/膨胀石墨协同阻燃EVA的阻燃机理 [J]. 高分子材料科学与工程 2008.doi:10.3321/j.issn:1000-7555.2008.01.029
[9] 刘玲, 赖学军, 王岩, 曾幸荣, LIU Ling, LAI Xue-jun, WANG Yan, ZENG Xing-rong. 可膨胀石墨/碱式硫酸镁晶须阻燃PP的研究 [J]. 塑料 2008.
[10] Thirumal M, Khastgir D, Singha NK, Manjunath BS, Naik YP. Effect of Expandable Graphite on the Properties of Intumescent Flame-Retardant Polyurethane Foam [J]. Journal of Applied Polymer Science 2008, 5(5).
[11] M. Modesti, A. Lorenzetti, F. Simioni. Expandable graphite as an intumescent flame retardant in polyisocyanurate-polyurethane foams [J]. Polymer Degradation and Stability 2002, 2(2).
[12] Shih, YF, Wang, YT, Jeng, RJ, Wei, KM. Expandable graphite systems for phosphorus-containing unsaturated polyesters. I. Enhanced thermal properties and flame retardancy [J]. Polymer Degradation and Stability 2004, 2(2).
[13] 宋明凯. 含磷可膨胀石墨的制备及其性能实验研究 [D]. 保定:河北大学 2013.
[14] Zhenzhong Li, Baojun Qu. Flammability characterization and synergistic effects of expandable graphite with magnesium hydroxide in halogen-free flame-retardant EVA blends [J]. Polymer Degradation and Stability 2003, 3(3).
[15] Genovese A, Shanks RA. Structural and thermal interpretation of the synergy and interactions between the fire retardants magnesium hydroxide and zinc borate [J]. Polymer Degradation and Stability 2007, 1(1).

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[1]	郑艳菊,吕树芳,杜艳君,田春明,徐建中. 钛、锆化合物对羊毛纤维性能的影响[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2009, 29(4): 390-393.
[2]	徐建中,何勇武,唐然肖,焦运红,屈红强. 六氯环三磷腈的合成及对木材的阻燃研究[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2006, 26(2): 170-174.
[3]	田春明,李芝,王海,徐建中. 改性羊毛纤维的热性能研究[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2003, 23(1): 34-37.