硅灰石阻燃、熱穩(wěn)定及耐熱材料的特性與應(yīng)用
阻燃、熱穩(wěn)定或耐熱材料是基于天然礦物精加工的產(chǎn)品,與合成類阻燃、熱穩(wěn)定或耐熱材料相比,具有綠色環(huán)保、制造成本低、性能適中或獨特等綜合優(yōu)勢和特點, 是具有較好發(fā)展前景的新型功能性材料, 具有廣闊的市場應(yīng)用前景和較大的市場消耗容量。
目前性能優(yōu)、用量較大的礦物阻燃粉體材料的阻燃和消煙機理主要包括4 個方面:
(2)礦物材料分解產(chǎn)生的大量水蒸氣或二氧化碳?xì)獾龋档腿紵w環(huán)境的氧濃度,阻止燃燒的快速進(jìn)行;
(4)分解生成的氧化物要求化學(xué)活性較高, 不僅能較好地吸附燃燒產(chǎn)生的自由基、碳和有毒性氣體,而且能促進(jìn)被燃物在燃燒過程中快速生成碳化層,以產(chǎn)生較好的阻燃、消煙作用等。
硅灰石為鏈狀結(jié)構(gòu)的白色硅酸鈣鹽礦物,理論化學(xué)式為CaSiO3,粉碎后的硅灰石表面存在大量的Si—O—Si、Ca—O、Si—O、Si—OH 等活性基團,與有機基體具有較強的結(jié)合能力。硅灰石一般與鎂系阻燃礦物或有機阻燃材料復(fù)合使用,在阻燃高抗沖聚苯乙烯(HIPS)基體中加入纖維狀硅灰石粉體,可以提高阻燃HIPS材料的斷裂伸長率、彎曲彈性模量、耐熱性和加工性能等,硅灰石以一定長徑比的針狀細(xì)條分散嵌入HIPS基體中,對玻璃纖維起到改性增強的作用。硅灰石廣泛用于PP、EVA、聚酰胺、聚苯乙烯等聚合物體系,填充與改性效果相當(dāng)于石棉、滑石、云母等礦物。硅灰石使用量占礦物填料市場的10%~15%,尤其對暴露于紫外線、水浸漬的應(yīng)用環(huán)境,填充后的材料能顯示優(yōu)異的性能。