Page 25 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

功能材料
增强 EVA 复合材料阻燃性能的

PGS@P-N 阻燃剂的制备

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魏 红，李 丽，梁习习，花逢林，雷自强，杨志旺
（西北师范大学 化学化工学院 生态环境相关高分子材料教育部重点实验室 甘肃省高分子材料重点实验
室，甘肃 兰州 730070）

摘要：利用坡缕石表面的羟基，采用化学方法首先将坡缕石（PGS）用磷酸进行了改性，随后通过酸碱中和的
方法，将十二胺接枝到磷酸分子上，得到改性的含 P、N 复合型阻燃剂 PGS@P-N。通过 SEM、XRD、FTIR 对
所合成阻燃剂 PGS@P-N 的形貌和结构进行了表征，利用氧指数法（LOI）、垂直燃烧法（UL-94）和锥形量热
法（CCT）对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）复合材料的阻燃性能进行了测试，并对复合材料的力学性能和相
容性进行了考察。结果表明：与 EVA/PGS/EG（可膨胀石墨）复合材料比较，接入烷基链后，EVA/PGS@P-N/EG
（1/9）复合材料的断裂伸长率提高了 40%；EVA/PGS@P-N/EG（1/9）（阻燃剂总质量分数为 30%）复合材料的极
限氧指数达到了 36.3%。
关键词：坡缕石；磷酸；十二胺；EVA；阻燃性；功能材料
中图分类号：TQ314.248 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1513-07

Preparation of PGS@P-N Flame Retardant for EVA Composites

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WEI Hong, LI Li, LIANG Xi-xi, HUA Feng-lin, LEI Zi-qiang, YANG Zhi-wang
（College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University, Key Laboratory of Eco-Environment-
Related Polymer Materials, Ministry of Education, Key Laboratory of Polymer Materials of Gansu Province, Lanzhou
730070, Gansu, China）

Abstract: Palygorskite was firstly modified by phosphoric acid, then dodecylamine was grafted to palygorskite
by acid-base reaction to produce phosphorus and nitrogen-containing PGS@P-N flame retardant. The
structure and morphology of PGS@P-N were characterized by FTIR, XRD and SEM. The flame retardance
and burning behavior of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) composites were studied by TGA, LOI
(limiting oxygen index), UL-94 (vertical burning test) and CCT (cone calorimeter test). Moreover, the
mechanical properties and compatibility of the composites were investigated. The results showed that the
prepared EVA/PGS@P-N/EG (EG=expandable graphite ) composites obtained a LOI value of 36.3% when
the addition of PGS@P-N/EG flame retardant was 30% (mass fraction). The introduction of alkyl chain
made the elongation at break of EVA/ PGS@P-N/EG composites an improvement of 40% than that of
EVA/PGS/EG.
Key words: palygorskite; phosphoric acid; dodecylamine; EVA; flame retardance; functional materials

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）因具有较好的 燃性能至关重要。由于属于环境友好型和经济型阻
力学性能，而被广泛地应用于各个领域 [1-3] 。然而， 燃剂，无机阻燃剂成为了人们的首选。无机阻燃剂
由于 EVA 共聚物很容易燃烧，严重地限制了其应用 通常包括金属氢氧化物 [4-6] 、硅酸盐黏 土 [7-10] 及可膨
范围。因此，制备阻燃性 EVA 复合材料以增强其阻 胀阻燃剂等 [11-12] 。坡缕石晶体（PGS）具有特殊的

收稿日期：2019-01-14; 定用日期：2019-03-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190047
基金项目：国家自然科学基金（21563026）；教育部“长江学者和创新团队发展计划”(IRT15R56)；甘肃省基础研究创新群体计划项
目（1606RJIA324）
作者简介： 魏 红（1986—），女，硕士生，E-mail：m13893332391@163.com。联系人：杨志旺（1975—），男，教授，E-mail：yangzw@nwnu.edu.cn。