船用铅酸蓄电池塑料槽阻燃配方材料研制.pdfVIP

第八届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集 船用铅酸蓄电池 塑料槽阻燃配方材料研制 李海南蔡沛谬 (广州蓄电池企业有限公司，广州510290) 摘要 为了最大限度地保证航船的安全，船用蓄电池塑料槽的外壳一般要求 用阻燃材料制造，论文主要叙述了塑料的燃烧机理、阻燃剂的阻燃机理及 所选材料的多重阻燃效果，并叙述了阻燃配方试验结果。阻燃塑料槽按 ‘JB3076—1999”标准测试的物理化学性能测试结果，以及按“GB／T2408 —1996”水平燃烧法测试的阻燃效果。 铅酸蓄电池在航船中起着重要的作用，但船用蓄电池因其特殊的使用环境必须最 大限度地保证航船的安全，所以船检局一般要求船用蓄电池的外壳须用阻燃材料制 造。随着经济与社会的不断发展，人们的安全意识不断提高，特别是在发达国家，阻 燃材料蓄电池在蓄电池行业是占有相当比例，在很多场合下规定务必使用阻燃电池， 且用量有不断上升的趋势。国内相信不久的将来阻燃蓄电池也会延用到船舶使用之 外，为了更好地满足用户的要求，我们对塑料阻燃配方进行了专门的研究，并经试验 和使用效果良好，现就对此材料的配方理论及选材作如下探讨。 1塑料燃烧过程 塑料燃烧可分三个阶段 第一为热引发过程：来自外部的热源或火源的热量导致塑料发生相态变化(从固 态变液态)和化学变化。 第二为热降过程：这一过程为吸热反应，当塑料吸收的热量足以克服分子内原子 问某些弱小键能时，塑料开始发生降解反应。这种反应的实质是在空气中氧存在下的 一种自由基链式反应，反应产生气相可燃物如各种单体易燃烃类等。 第三为引燃阶段：当降解生成的可燃物浓度达到着火极限后，与大气中氧气相遇； 在火焰的热量使环境温度升高到足以使可燃性气体自燃时，从而引发塑料燃烧，燃烧 部分所产生的热量传递给相邻部分产生热降解并产生可燃物，开始燃烧，如此传递， 211 船用铅酸蓄电池塑料槽阻燃配方材料研制 这时即使离开火源燃烧仍可持续。 塑料燃烧除外界热源与氧两因素外，与其自身下列因素有关 1)热降解反应的难易程度； 2)热降解产生的气体组成； 3)热降解产生的气体与氧气混合速度； 4)热量在塑料上的传递速度。 2阻燃剂阻燃机理 基于上述的因素的关系，有必要对阻燃机理作进一步认识，参阅有关文献，归纳 有如下要点： I)冷却机理：利用阻燃剂分解吸热可降低塑料表面温度，从而阻止塑料的热降 反应。 2)稀释机理：通过阻燃剂受热分解产生大量不可燃气体，如H20、C02、NH3、 N2及HX等，以冲淡塑料分解产生可燃气体的浓度，使之降低到着火浓度以下，从而 达到气相阻燃效果。 3)隔离膜机理：利用阻燃剂受热分解产生较重的不燃气体或高沸点不燃液体， 覆盖于燃烧物表面，从而隔绝氧气与可燃物相互扩散，达到阻燃目的。 4)终止链锁反应机理：阻燃剂受热分解产生一种能捕获自由基物体，消灭燃烧 反应中产生的自由基，终止氧化反应。 3选材阻燃机理 有机卤化物阻燃剂按终止链锁反应机理，卤系阻燃剂在燃烧温度下分解成生卤化 物(HX)，HX具有捕获HO。自由基，使之转化为低能量的X．自由基和水；X．自由 基通过与烃类反应，再生成HX，如此循环往复，从而达到链反应的作用。不同卤系 阻燃剂分解产生的卤化氢(Hx)捕获自由基的能力不一样，其大小依次为：IBr CIF，碘化物的阻燃效果虽好，但稳定性太差，不具备实用价值，因此本文选用溴 化物。 同一种阻燃剂可能同时按几种不同的阻燃机理进行阻燃，不同类型的阻燃剂协同 使用，会起到比简单加合更好的效果。本文正是根据此原理选材。溴化物与三氧化二 锑以适当比例并用后，受热两者发生反应，在塑料表面形成溴化锑(SbBr3)和溴氧 化锑(SbOBr)，此两种气体为不燃气体，可冲淡可燃气体和隔绝氧气。起到稀释和 隔离作用；同时其挥发又可吸收大量热量，降低塑料表面的温度，起到冷却表面作用； 而溴化物分解物本身又有捕获自由基物体的作用，消灭燃烧反应中产生的自由基，终 止氧化反应，起到终止链锁反应作用。 我们知道，蓄电