毕伟 柯杨 何为 唐林生

(青岛科技大学化工学院，山东 青岛,266042)

助 剂

二丙基次膦酸铝对PC及PC/ABS的阻燃作用

毕伟 柯杨 何为 唐林生*

(青岛科技大学化工学院，山东 青岛,266042)

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥形量热分析,研究了二丙基次膦酸铝(ADPP)对聚碳酸酯(PC)及PC/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(PC/ABS，PC和ABS的质量比为70∶30)的阻燃作用。结果表明，ADPP对PC和阻燃PC/ABS具有良好的阻燃效果。当ADPP质量分数为10%时，阻燃PC的LOI为28.8%，阻燃等级达FV-0，当ADPP质量分数为15%时，阻燃PC/ABS的LOI为25.5%，阻燃等级也达FV-0，并且阻燃PC和阻燃PC/ABS的最高热释放速率和总热释放量明显降低，质量损失变慢。但热重分析结果表明，添加ADPP明显降低了PC和PC/ABS的热稳定性。

二丙基次膦酸铝 聚碳酸酯 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 阻燃性

1 试验部分

1.1 材料与仪器

PC,PC010U,工业级，俄罗斯喀山石化公司；ABS,750A,工业级，中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司；ADPP，自制，摩尔分数98%(31PNMR测定)；抗氧剂1010和168,工业级，北京极易化工有限公司。

JS30A型双螺杆挤出机，长径比42.5 cm/2.0 cm,烟台齐通粉末机械有限公司；2G-10T型平板硫化机，东莞市正工机电设备科技有限公司； CZF-3型水平垂直燃烧测定仪、JF-3型氧指数测定仪,南京市江宁区分析仪器厂；FTT标准型锥形量热仪,英国FTT公司；SDTQ600型热重分析仪，美国TA公司。

1.2 阻燃试样的制备

将ADPP,PC,ABS和少量抗氧剂1010和抗氧剂168(各占总物料质量的0.15%)按一定质量比在双螺杆挤压机(转速20～30 r/min)中于210～220 ℃下挤出混匀，造粒。干燥后的颗粒采用压片机于220～230 ℃,5 MPa下模压成型，然后置于5 MPa下冷压，再切割成所需规格的样条以供试验使用。

1.3 性能测试与表征

极限氧指数(LOI)和燃烧性能：按照GB/T 2046—1993测试，LOI和垂直燃烧测试试样尺寸分别为100 mm×6.5 mm×3.2 mm和100 mm×13 mm×3.2 mm。锥形量热仪分析：在50 kW/m2的热辐射功率下测定，试样尺寸为100 mm×100 mm×3.2 mm，所得数据采用锥形量热仪专用软件和Origin软件处理。热重分析：在50 mL/min的空气流中检测，升温速率为10 ℃/min。

2 结果与讨论

2.1 ADPP对PC及PC/ABS的阻燃性影响

第六，开磷拥有生态环保竞争优势。国家通过环保政策和市场化去产能，像开磷这样拥有规模实力、先进生产工艺和环保治理能力的大型企业将在结构调整中占据有利地位。

考察了ADPP的添加量对PC及PC/ABS(PC，ABS质量比为70∶30,下同)的LOI和垂直燃烧性能的影响，结果列于表1。表1表明：ADPP对PC及PC/ABS具有良好的阻燃作用。未阻燃PC的LOI为25.9%，阻燃等级为FV-2，燃烧较旺，燃烧时有滴落，而当ADPP的添加量为5%时，阻燃PC的LOI就达27.4%，阻燃等级达FV-0，燃烧时无滴落。未阻燃PC/ABS的LOI为22.0%，无阻燃等级，燃烧剧烈，燃烧时有滴落，而当ADPP的添加量为15%时，阻燃PC/ABS的LOI就达25.5%，阻燃等级达FV-0，燃烧时无滴落。表1还表明，ADPP对PC的阻燃作用比对PC/ABS的好，如对PC，ADPP的添加量仅为5%时，阻燃等级就能得到FV-0，而对PC/ABS，ADPP的添加量为15%时，阻燃等级才能达到FV-0，当ADPP的添加量为20%时，阻燃PC的LOI高达37.3%，而阻燃PC/ABS的LOI仅26.8%。

2.2 锥形量热仪分析

采用锥形量热仪测定了PC、PC/ABS、阻燃PC和阻燃PC/ABS在燃烧过程中的热释放速率、总热释放量，结果列于图1～3。

注：1为添加ADPP的PC；2为添加质量分数10% ADPP的PC；3为未添加ADPP的PC/ABS；4为添加质量分数10% ADPP的PC/ABS；下同。

图1～3表明：PC和PC/ABS试样点燃之后迅速燃烧，热释放速率迅速增大，约220 s达最大值，PC和PC/ABS的最高热释放速率分别约为580和756 kW/m2，热释放速率-时间曲线较窄；ADPP阻燃PC和阻燃PC/ABS试样点燃之后热释放速率增加也较迅速，但最高热释放速率和总热释放量明显降低，质量损失变慢。以上结果也表明，ADPP对PC具有较好的阻燃作用，与LOI和垂直燃烧试验的结论基本一致。

2.3 热重分析

未阻燃及阻燃PC和PC/ABS的热重分析结果列于表2。表2表明，添加ADPP明显降低了PC和PC/ABS的热稳定性。另外，阻燃PC和阻燃PC/ABS在600 ℃的残余率也低于PC和PC/ABS的，说明ADPP对PC和PC/ABS的成炭无促进作用。

注：t2%,t50%,t10%为失重2%，5%，10%的温度，tmax为最大失重温度，阻燃PC和阻燃PC/ABS中ADPP质量分数为10%。

3 结论

a) ADPP对PC和PC/ABS具有良好的阻燃效果。PC和PC/ABS的LOI 分别为25.9%和22.0%，阻燃等级分别为FV-2和无，而当添加量为10%时，阻燃PC的LOI 就达28.8%，阻燃等级达FV-0，当添加量为15%时，阻燃PC/ABS的LOI为25.5%，阻燃等级也达FV-0，并且阻燃PC和阻燃PC/ABS的最高热释放速率和总热释放量明显降低，质量损失变慢。

b) 添加ADPP明显降低了PC和PC/ABS的热稳定性。

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Flame-Retardant Effect of Aluminium Dipropylphosphinate in PC and PC/ABS

Bi Wei Ke Yang He Wei Tang Linsheng

(College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao, Shandong, 266042)

The flame-retardant effect of aluminium dipropylphosphinate(ADPP) in polycarbonate (PC) and PC/acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer (PC/ABS，the mass ratio of PC to ABS being 70∶30) was studied by limiting oxygen index (LOI) measurement, vertical burning test and cone calorimeter test (CCT). The results show that ADPP has good flame-retardant effect in PC and PC/ABS. When the loading of ADPP is 10%, the LOI of the flame-retardant PC is 28.8% and the flame retarding class meets FV-0.When the loading of ADPP is 15%, the LOI of the flame-retardant PC/ABS is 25.5%,and the flame retarding class meets FV-0, and the maximum heat release rate and the total heat release of the flame-retardant PC and flame-retardant PC/ABS decrease significantly , and the mass decreases slowly. But the thermogravimetric results show that ADPP cuts down the thermal stability of PC and PC/ABS.

aluminium dipropylphosphinate； polycarbonate；acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer；flame retardancy

2014-12-30;修改稿收到日期:2015-05-16。

毕伟，男，1990年生，硕士研究生，主要从事精细化学品的研究。

*通信联系人，E-mail:Linshengt62@163.com。

山东省自然科学基金项目(ZR2012BM017)。