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钢渣制备水滑石阻燃剂及其在EVA复合发泡材料中的应用

2021-09-18张钊滟郑玉婴

材料工程 2021年9期
关键词:结构

马 帅,宋 驰,张钊滟,郑玉婴,2,温 娜

(1 福州大学 材料科学与工程学院,福州 350108;2 福建宸琦新材料科技有限公司,福建 泉州 362200)

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是一种类似橡胶的热塑性塑料,具有优异的物理性能和加工性能,其发泡材料被广泛地用作包装、鞋底、日用品材料[1]。但EVA发泡材料往往易燃,使用寿命较短。添加氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂,通常需要达到60%(质量分数,下同)以上的添加量才能达到明显的阻燃效果[2],而过多的填料会影响EVA发泡材料的力学性能。

钢渣是冶金工业中的灰黑色废渣,耐磨质地硬,密度3.2~3.6 g·cm-3,莫氏硬度5~7[8],含有多种可利用氧化物成分。以钢渣为原料制备LDHs,可以大幅度降低制备成本,有助于综合利用钢渣,降低环境污染。

膨胀石墨(EG)是一种疏松多孔的碳素材料,单独使用或与其他阻燃剂配合使用时均能产生较好的阻燃效果,是一种常用的无毒无卤塑料阻燃剂[9-10]。

添加LDHs作为阻燃剂可以提高EVA阻燃性能。钱翌等[11]制备了SiO2/LDHs/EVA复合材料,其UL-94达到V-0级时LDHs添加量需增至50%,卜祥星[12]制备了牛磺酸改性水滑石(T-LDH)/EVA复合材料,当T-LDH添加量为25%时,复合材料极限氧指数(LOI)仅为23.6%。实际应用中LDHs存在易团聚,与EVA等高分子基体相容性较差[13]的局限性,如何在较低LDHs添加量时获得更好的阻燃效果仍待进一步探究。本工作利用钢渣合成磷酸根型水滑石(P-LDHs),并用十二烷基硫酸钠(SDS)插层得到改性水滑石(SDS-P-LDHs),辅以膨胀石墨作为阻燃协效剂,与EVA共混发泡制得环保型阻燃EVA复合发泡材料,并探究了P-LDHs和SDS-P-LDHs添加量对复合发泡材料性能的影响。……

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