包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

氯氧镁复合物阻燃环氧树脂的研究

通过极限氧指数法、UL94垂直燃烧测试,研究了氯氧镁(MOC)与氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)、碱式碳酸镁的复合物协同阻燃环氧树脂(EP)的阻燃性能.结果表明,当MOC和ATH的质量比为1:1,总质量分数为44.4%时,环氧树脂的极限氧指数(LOI)为28.3%,达到UL94 V-0阻燃等级,为四种配方中最佳组合.该阻燃剂是通过稀释、冷却、隔离、吸附等方式协同作用而阻燃.     

含磷阻燃剂与硼酸锌协效阻燃聚酰胺11的研究

以二乙基次磷酸铝(DEAP),三聚氰胺磷酸盐(MP)和硼酸锌(ZB)为阻燃体系对聚酰胺11(PA11)进行阻燃改性。通过极限氧指数、垂直燃烧测试(UL 94)和锥形量热仪以及热失重分析研究了阻燃体系构成对复合材料阻燃性能与热稳定性的影响,采用红外光谱对残炭成分进行分析。结果表明,添加20 % DEAP时,复合材料的极限氧指数达到28 %,UL 94 测试达到V-2级, 添加13 %DEAP/7 %MP和12.5 %DEAP/7 %MP/0.5 %ZB时,复合材料的极限氧指数可达到29 %,UL 94测试达到V-1级;DEAP对PA11的热释放速率及总热释放量有显著的控制作用,MP和ZB的加入进一步提升其阻燃性能;DEAP/MP/ZB协同使用时残炭的膨胀性、强度及致密性最好;ZB的加入使残炭中的羟基含量增加,应该是ZB的分解所致。     

耐热阻燃亚克力浇筑板制备及改性研究

将甲基磷酸二甲酯(DMMP)用于聚甲基丙烯酸甲酯材料阻燃,并通过物理交联和化学交联改性提高阻燃材料耐热稳定性和物理性能。采用极限氧指数(LOI)、UL94、锥型量热测试(CCT)研究复合材料阻燃性能和燃烧行为。研究结果表明,当DMMP质量分数为25%时,阻燃材料的极限氧指数达到24.6%,垂直燃烧性能达到UL94 V-0级。化学交联剂EGDMA和物理交联剂甲基丙烯酸甲酯(MAA)质量分数分别为6%时,复合材料具有优异的耐热稳定性、物理性能和透光性能。此方法制备的阻燃亚克力浇筑板材料具有较强工业生产和实际应用价值。     

新无卤膨胀型阻燃剂的应用与研究

建立分阶段无卤膨胀阻燃新模型,燃烧初始,温度较低阶段以气相阻燃作用为主,燃烧后程凝聚相阻燃作用为主,避免了不同阻燃机理的相互干扰,通过前期释放大量不燃气和后期形成致密膨胀炭层,解决了阻止熔滴和玻纤增强材料的“烛芯”难题。在聚丙烯中的应用实验表明阻燃性能良好,添加24%阻燃达到UL94-V01.6mm,燃烧过程无滴落,炭层致密,比传统IFR热释放速率峰值下降30%;在玻纤增强体系,25%达到UL94-V01.6 mm,30%GFFRPP机械性能比传统IFR提高10%~15%。同时在弹性体TPE中进行应用实验,实验表明阻燃性能良好,添加28%,达到UL94V-0,氧指数32%、稳定通过VW-1测试;与传统APP阻燃体系对比,产品相容性好,表面光滑,无白点。     

改性钠基膨润土协同卤锑阻燃LDPE的研究

采用钠基膨润土(Na-MMT)、卤锑复配阻燃剂和低密度聚乙烯(LDPE)树脂制备了阻燃复合材料,研究了改性Na-MMT协同卤锑复配阻燃剂对LDPE阻燃材料的燃烧性能、力学性能及热性能的影响。结果表明:改性Na-MMT替代部分卤锑复配阻燃剂时,其垂直燃烧等级均达到UL94 V-0级,极限氧指数均在32.0%以上。当改性Na-MMT质量分数为8%时,阻燃材料的极限氧指数达到33.8%;当改性Na-MMT质量分数为16%时,阻燃材料的力学性能最优。     

环氧树脂包覆MPP阻燃EVA的研究

通过原位聚合法制备了以环氧树脂(EP)为壁材,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)为芯材的环氧包覆三聚氰胺聚磷酸盐(EPMPP),将其与二乙基次磷酸铝(ADP)复配后制备了阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料,并对阻燃材料材料进行了极限氧指数、UL 94垂直燃烧测试以及热失重分析表征。结果表明,当ADP与EPMPP质量比为2:1、添加量为40%(质量分数,下同)时,阻燃复合材料的极限氧指数达到最高值31%,UL 94垂直燃烧测试达V-0级;EVA/ADP/EPMPP阻燃复合材料的初始分解温度为303℃,850℃时残炭量为18%,较EVA/ADP/MPP阻燃复合材料有较大幅度的提高。     

膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究

为了解决线型低密度聚乙烯(LLDPE)易燃烧的问题,利用聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭剂(CFA)复配成膨胀阻燃剂,乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(EAEM)作为弹性体加入到线型低密度聚乙烯(LLDPE)中,制备成膨胀阻燃聚乙烯材料。研究发现当膨胀阻燃剂添加量达到28%时阻燃效果最好,膨胀阻燃聚乙烯的氧指数达到31.0%,并能通过UL 94V-0级。通过对材料极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)、热失重分析(TG)、锥形量热仪(CONE)、力学性能、扫描电镜(SEM)等分析手段对膨胀阻燃线型低密度聚乙烯的阻燃机理进行了分析。     

膨胀阻燃环氧树脂/有机化凹凸棒土复合材料的制备及性能研究

考察了不同膨胀型阻燃剂(IFR)添加量对环氧树脂(EP)阻燃性能的影响,以及有机化凹凸棒土(OAT)对膨胀阻燃环氧树脂复合材料性能的影响,最后对复合材料的增韧机理及阻燃机理进行了简要分析。结果表明,在环氧树脂中加入25%的IFR,可使复合材料的氧指数(LOI)达到30%,并通过UL94 V-0级测试,但拉伸性能有所降低;在膨胀阻燃环氧树脂体系中,适量添加3%的OAT能使复合材料的力学性能有所提高,对氧指数未见协同改善效果,但都通过了UL94垂直燃烧测试。     

聚磷酸三聚氰胺对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂——聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66进行阻燃,以氧指数和垂直燃烧(UL94)评价了其阻燃作用;以热失重测定了材料的热分解性能;以扫描电镜观察了材料残炭的结构;并探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。试验表明,单一MPP对玻纤增强PA66有良好的阻燃效果,当添加25％时,阻燃材料的氧指数为38,0％,达到UL94V-0级;MPP参与了玻纤增强PA66的降解过程,在材料表面形成了致密的隔热、隔氧的泡沫炭层。     

磷氮复配无卤阻燃聚苯醚合金的研究

采用固体阻燃剂间苯二酚双[二(2,6-二甲苯基)磷酸酯](RXP)及其与三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)的复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(PPE/PS-HI/SBS)合金,通过氧指数、水平垂直燃烧、扫描电子显微镜、力学性能等测试分析方法,考察了PPE/PS-HL/SBS合...     

无机填料填充PE-LD/EVA合金的导热及阻燃性能

采用氧化铝（Al2O3）为导热填料、氢氧化镁［Mg(OH)2］为阻燃填料,以低密度聚乙烯（PE-LD）和乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）为基体树脂制备导热阻燃复合材料。通过导热性能测试、燃烧行为表征（极限氧指数和垂直燃烧测试）以及热重分析研究了PE LD/EVA/Al2O3/Mg(OH)2复合材料的导热性能、阻燃性能及热稳定性。结果表明,含有50份Al2O3及50份Mg(OH)2的复合材料,在PE-LD/EVA质量比为1/1时,热导率可达到1.21 W/m·K;材料的阻燃性能及热稳定性都随 EVA 含量的增加而增大,极限氧指数从27.0 % 提高到31.5 %,UL 94 垂直燃烧从无等级提高到V-0级,残炭率从46.5 %提高到57.7 %。     

十溴二苯乙烷阻燃PBT性能研究

以十溴二苯乙烷(DBDPE)替代传统的十溴二苯醚(DBDPO)作为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的阻燃剂,采用垂直燃烧(UL94)、氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)方法研究了以十溴二苯乙烷阻燃的PBT的阻燃性能。结果表明:试样的氧指数最高为31.6%,垂直燃烧达到V0级,热释放速率、总热释放和有效燃烧热等数据明显降低,阻燃效果良好。     

Contribution of nanoclays to the performance of traditional flame retardants in ABS

The purpose of this study was to investigate contribution of nanoclays to the flame retardancy performance of a traditional brominated flame retardant compound with various combinations of antimony trioxide and zinc borate. The matrix polymer acrylonitrile butadiene styrene (ABS) was compounded by melt mixing in a laboratory size twin‐screw extruder. X‐ray diffraction analysis and transmission electron microscopy revealed that nanoclay silicate layers were mainly intercalated with certain level of exfoliation in ABS matrix. Flammability analysis investigated by mass loss calorimeter, limiting oxygen index, and UL‐94 tests indicated that use of nanoclays improved all flame retardancy parameters significantly. For instance, the increase in the limiting oxygen index was up to 32% O₂, while the suppression in peak heat release rate value was as much as 82%, of course in each specimen the highest rating of V‐0 in UL‐94 test was obtained. Thermogravimetric and other residue analyses pointed out that these contributions were especially due to the condensed phase flame retardancy mechanism of nanoclay which contributes stronger and carbonaceous char formation acting as a barrier to heat and flammable gases and retarding volatilization via tortuous pathway. POLYM. COMPOS., 2012. © 2012 Society of Plastics Engineers     

The effect of red phosphorus on the fire properties of intumescent pine wood flour – LDPE composites

Red phosphorus (RP) was used to improve the fire performance of wood flour – low density polyethylene (LDPE) composites containing ammonium polyphosphate (APP). The fire performance of LDPE‐based composites was investigated by using limiting oxygen index (LOI), UL‐94 standard, thermogravimetric analysis, and cone calorimeter. The addition of 30 wt% APP increased the LOI value from 17.5 to 24.2 and still burned to clamp (BC) in UL‐94 test. The RP showed beneficial effect when combinedly used with APP. The maximum beneficial effect was seen at ratio of 5:1 (APP : RP) with the highest LOI value of 27.2 and UL‐94 rating of V0. RP showed its beneficial effect via increasing the gas phase action of the flame retardant system. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

氢氧化镧对聚丙烯膨胀阻燃体系性能影响

采用燃烧性能测试、热重分析、扫描电镜和力学性能测试等手段,分别研究了氢氧化镧对聚丙烯/磷酸密胺盐/季戊四醇(PP/MP/PER)复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加氢氧化镧的PP/MP/PER复合材料的垂直燃烧指数均达到V0级别,当氢氧化镧添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合材料的极限氧指数可达33.0 %,说明氢氧化镧能在一定程度上提高了PP的阻燃性能,是一种有效的阻燃协效剂。这可能是因为膨胀阻燃PP体系在燃烧过程中,氢氧化镧可与膨胀型阻燃剂反应形成网状结构、提高体系黏度,促进体系形成致密的炭层,提高体系的残炭量。研究还表明,在膨胀阻燃PP体系引入适量的氢氧化镧可在一定程度上提高体系的力学性能。     

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5 %,通过UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。