磷-锡环保复合协效阻燃剂制备及其在PVC中的应用

作     者：陈立全 洪建婷 宁立新 彭雨晴 李爱军 马殿普 王金合 刘立起 CHEN Liquan;HONG Jianting;NING Lixin;PENG Yuqing;LI Aijun;MA Dianpu;WANG Jinhe;LIU Liqi

作者机构：上海大学材料科学与工程学院上海200444 云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心云南昆明650200 上海大学理学院上海200444 

出 版 物：《上海大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shanghai University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2024年第30卷第3期

页      面：373-389页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：云南省重大科技专项资助项目(202002AB080001-2) 

主　　题：植酸锡 羟基锡酸锌 聚氯乙烯 阻燃 环保 

摘      要：通过沉淀包覆法制备不同包覆比例的植酸锡包覆羟基锡酸锌(tin phytate coated zinc hydroxystannate,ZHS@Sn-Phyt)复合协效阻燃剂,并应用在软质聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)中.采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和热重分析(thermo-gravimetric analysis,TGA)对包覆结构进行分析表征,同时对PVC复合材料进行极限氧指数(limiting oxygen indexand,LOI)、锥形量热(cone calorimetry,CONE)和力学性能测试.结果表明:在羟基锡酸锌(zinc hydroxystannate,ZHS)表面和植酸锡(tin phytate,Sn-Phyt)包覆层之间以Sn—O—P—O—Zn离子键的形式形成稳定的包覆结构;当复合阻燃剂中Sn-Phyt∶ZHS质量比为1∶9时,对PVC的阻燃效果最佳,表现出较好的协同阻燃作用,LOI比加入相同份数ZHS的PVC样品增加了1.6%,热释放速率峰值和热释放总量分别降低了18.9%和31.7%,残炭率提高了6.1%,烟释放总量相差不大,拉伸强度和断裂伸长率分别为26.79 MPa和296.5%,也均优于后者.因此,制备了一种高效绿色阻燃剂用以阻燃PVC,所制备的磷-锡协效阻燃剂具有绿色环保和工艺简单的优点.