PVC热塑性塑料做阻燃V0级的配方设计

在PVC热塑性塑料中实现V-0级阻燃（根据UL-94标准），次磷酸铝和硼酸是两种常用的阻燃剂。它们的添加量需要根据具体的配方、加工条件和性能要求进行优化。以下是一些建议和参考范围：

 

一、次磷酸铝的添加量

次磷酸铝是一种高效的磷系阻燃剂，适用于PVC材料。它通过生成磷酸盐保护层和释放磷酸气体来抑制燃烧。

 

推荐添加量：15-25 phr（每百份树脂中的份数）

对于普通PVC材料，添加20 phr左右的次磷酸铝通常可以达到V-0级阻燃效果。

如果需要更高的阻燃性能，可以适当增加添加量，但需注意对材料机械性能的影响。

 

注意事项：

次磷酸铝的添加量过高可能导致材料加工性能下降（如流动性变差）。

建议与其他阻燃剂（如硼酸、氢氧化铝）复配使用，以发挥协同效应。

 

二、硼酸的添加量

硼酸是一种廉价的阻燃剂，主要通过吸热分解和形成玻璃状保护层来发挥阻燃作用。

 

推荐添加量：5-15 phr

硼酸通常作为辅助阻燃剂使用，添加量不宜过高，否则可能影响材料的机械性能和加工性能。

在PVC中，添加10 phr左右的硼酸可以与次磷酸铝协同作用，提高阻燃效果。

 

注意事项：

硼酸的吸湿性较强，需注意储存和使用环境，避免吸湿影响性能。

硼酸单独使用时阻燃效果有限，通常与其他阻燃剂（如次磷酸铝、氢氧化铝）复配使用。

 

三、次磷酸铝与硼酸的复配建议

为了实现V-0级阻燃，次磷酸铝和硼酸可以复配使用，发挥协同效应。以下是一个参考配方：

 

次磷酸铝：15-20 phr

硼酸：5-10 phr

其他助剂：

增塑剂（如DOP）：适量（根据PVC硬度要求调整）

稳定剂：2-5 phr（如铅盐、钙锌稳定剂）

润滑剂：0.5-1 phr（如硬脂酸）

 

配方示例：

PVC树脂：100 phr

次磷酸铝：18 phr

硼酸锌：8 phr

增塑剂（DOP）：40 phr

稳定剂：3 phr

润滑剂：0.8 phr

 

四、测试与优化

在实际应用中，建议通过以下步骤进行测试和优化：

1、小试配方：根据上述参考范围，设计初步配方并进行小试。

2、UL-94测试：对样品进行垂直燃烧测试，评估阻燃等级。

3、 性能测试：测试材料的机械性能（如拉伸强度、冲击强度）和加工性能（如流动性、热稳定性）。

4、优化调整：根据测试结果，调整次磷酸铝和硼酸的添加量，或引入其他阻燃剂（如氢氧化铝、三氧化二锑）以进一步优化性能。

 

5、注意事项

加工温度：次磷酸铝和硼酸的分解温度较高，需确保加工温度不超过其分解温度，避免失效。

分散性：确保阻燃剂在PVC中均匀分散，避免局部浓度过高影响性能。

环保性：次磷酸铝和硼酸均为环保型阻燃剂，但需注意其与其他助剂的相容性。

 

五、总结

在PVC热塑性塑料中实现V-0级阻燃，次磷酸铝的推荐添加量为15-25 phr，硼酸的推荐添加量为5-15 phr。通过复配使用，可以发挥协同效应，提高阻燃效果。实际应用中需根据具体配方和性能要求进行优化，并通过UL-94测试验证阻燃等级。