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环保型无卤阻燃热缩管原材料的选择


1、基体树脂选择
   
环保型无卤阻燃热缩管以EVA和LDPE为基体树脂,EVA(VA含量28%)具有良好的物理力学性能,耐候性、耐应力开裂性、加工性好,可以添加大量填料。随着VA含量提高,其弹性、柔软性、相容性,透明性等相应提高;当VA含量减少,则性能接近于聚乙烯。因此选用VA含量为28%、熔体流动速率为3~5g/10min的EVA,能够满足环保型无卤阻燃热缩管对基体树脂的要求。LDPE具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),力学性能及化学稳定性好,耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良,与EVA(VA含量28%)相比,价格低廉,根据环保型无卤阻燃热缩管的要求,选用熔体流动速率为2~3g/10min的LDPE。EVA与LDPE的混合比例为7∶3,这样既发挥了LDPE价格低廉、刚性好的特性,又能够提高混合树脂的加工性能。

2、阻燃剂选择
    
环保型无卤阻燃热缩管以微胶囊红磷和氢氧化镁为阻燃剂。普通红磷在空气中易吸湿、氧化,与高分子材料相容性差,而且易引起爆炸,因此其应用范围受到了限制;微胶囊红磷除克服了红磷固有弊端外,还具有高效、低烟,在加工中不产生有毒气体等优点,其分散性、物理力学性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。微胶囊红磷受热分解成脱水性极强的偏磷酸,它能使燃烧的聚合物表面炭化,炭化层既可以阻止可燃气体的释放,又具有吸热作用。另外微胶囊红磷与氧形成PO自由基进入气相后,可以捕捉大量H和HO自由基,起到阻燃作用。氢氧化镁受热(340~490℃)后发生分解,吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用,同时释放出大量水分稀释燃烧物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行,氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,从而使燃烧很快停止,同时消除烟雾,阻止熔滴。
    
通过试验可以看出,随着微胶囊红磷用量的增加,氧指数相应增加,阻燃效果比较明显,但是由于加工技术的限制,微胶囊红磷的粒径较大,与基体材料的相容性不好,导致拉伸强度快速下降。
    
随着氢氧化镁用量的增加,汽车专用料、功能母料技术研讨及新产品推广当微胶囊红磷与氢氧化镁在EVA氧指数相应增加,当氢氧化镁超过90份以后,氧指数增加较快,说明氢氧化镁达到一定用量以后,阻燃效果才明显。/LDPE(70/30)中共用的阻燃时,微胶囊红磷与氢氧化镁具有协同阻燃效果,与单独使用相比,阻燃效果明显。当微胶囊红磷的用量为15份,氢氧化镁用量达到90份时,氧指数超过34%,可以通过VW-1燃烧实验,但是拉伸强度较低,不能达到UL224标准(≥10.4 MPa)的要求,说明基体树脂与阻燃剂的相容性不好。

3、增容剂的作用
    
根据EVA、LDPE基体树脂、微胶囊红磷以及氢氧化镁的特点,自制了增容剂,以提高基体树脂与阻燃剂的相容性。添加增容剂后,当产品配比为:EVA/LDPE为70/30)时,从试验数据可以看出,在阻燃剂添加量不变的情况下,加入增容剂以后,增加了基体树脂与阻燃剂的相容性,产品拉伸强度大幅度提高。当微胶囊红磷为15份,氢氧化镁为90份,增容剂为3份时,产品的阻燃性以及拉伸强度能够达到UL224标准要求。当添加3份增容剂以后,氧指数有所下降,但是能够通过UL224的阻燃性VW-1实验。

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