聚烯烃/纳米氢氧化镁无卤阻燃电缆料的性能

氢氧化镁作为一种环保型绿色阻燃剂，具有安全无毒、热稳定性好、抑烟等特点。然而，氢氧化镁在基体中的相容性与分散性比较差，无法在基体阻燃直接使用。因而，选用氢氧化镁作为阻燃剂必须设法改变氢氧化镁的表面性质以及消除表面极性。接着再添加到低密度聚乙烯中，借此研制新型无卤阻燃聚乙烯电缆料。

首先，在通过直接沉淀法制备纳米氢氧化镁地过程中，加入作为分散剂地聚乙二醇(PEG)，合成薄片状、粒度均匀、纳米级的氢氧化镁。分析NH3·H2O的浓度、反应时间、反应温度、MgCl2的浓度对氢氧化镁颗粒的粒径造成的影响。同时，借助X-射线衍射(XRD)、激光粒度分析仪、透射电子显微镜(TEM)、综合热分析仪(DTA-TG)对颗粒的结构进行表征；

然后，首次在水性环境中通过纳米聚丙烯酸酯乳液表面改性纳米氢氧化镁。将活化指数作为主要参考标准，分析改性剂的添加量、改性时间、改性温度等工艺条件。同时，借助氧指数测定仪、综合热分析仪(DTA-TG)、透射电子显微镜(TEM)、红外吸收光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)等测试方式表征与分析改性后的纳米氢氧化镁；

最后，通过两步硅烷交联法制备聚乙烯电缆料。对不同样品的氧指数、力学性能、凝胶含量进行测试，并系统性研究硅烷偶联剂的添加量、EVA的添加量、复合阻燃剂的配比、改性纳米氢氧化镁的添加量对混合体系的阻燃性能与力学性能造成的影响，进而使得交联聚乙烯电缆料无阻燃性能的情况发生改变。

研究结果表明：(1)片状纳米氢氧化镁的适宜生产工艺条件是：反应物的配比为1∶4、反应时间为50min、反应温度为25℃、MgCl2溶液的浓度为1.5mol/L、氨水的浓度为3.00mol/L；

(2)纳米氢氧化镁适宜的改性工艺条件为：改性剂为纳米级聚丙烯酸酯、改性剂的添加量为5ml/100ml、改性时间为60min、改性温度为40℃；

(3)纳米氢氧化镁在改性之后，表面会包覆一层聚丙烯酸酯。同时，纳米氢氧化镁会均匀地分散在LDPE基体中，有效提高LDPE/纳米氢氧化镁复合材料的阻燃与力学性能。

(4)聚乙烯电缆料在交联后，综合性能得到显著提高；添加EVA有利于改善LDPE和一些无机化合物的界面结合，在改善基础树脂综合性能的同时，并增大阻燃剂的填充量。当LDPE/EVA=70:30的时候，材料的综合性能最好；当硅烷偶联剂的添加量达到2.25%时，交联达到饱和；纳米氢氧化镁在改性后可以很好地分散在LDPE中；复合阻燃剂将改性纳米氢氧化镁作为主阻燃剂，而聚磷酸胺作为辅助阻燃剂，当复合阻燃剂的总量达到60%的时候，材料的综合性能最好。

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