阻燃热塑性聚酯弹性体复合材料制备及性能

以二乙基亚膦酸铝盐(AlPi)和三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)为阻燃剂,添加到热塑性聚酯弹性体(TPEE)中,采用挤出造粒方法制备出高性价比的阻燃TPEE复合材料。首先采用热失重分析仪研究了两种阻燃剂的热稳定性,进一步采用热失重分析、极限氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试以及扫描电子显微镜等对阻燃TPEE材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能以及复合材料的微观形貌进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂用量下,添加AlPi的阻燃复合材料的阻燃效果、力学性能均优于添加MCA的阻燃复合材料,采用AlPi与MCA复配使用制备的阻燃TPEE复合材料的阻燃效果、力学性能介于二者之间,当TPEE,AlPi和MCA用量分别为83%,10%和5%时,阻燃复合材料的拉伸强度为24.19 MPa,断裂伸长率为515%,极限氧指数为30%,垂直燃烧测试达到V–0级。AlPi与MCA复配使用可提升阻燃TPEE材料的成炭性能和高温热稳定性。     

茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用

采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应,制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征,采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明,茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应,生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂,且该阻燃剂具有良好的热稳定性,降解热释放较小,高温残留率高,最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中,并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明,茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能,阻燃涂料的氧指数值高达34.2%,耐火时间为11.1 min,且锥形量热实验中,该阻燃涂料试样的平均热释放速率（m-HRR）为36.18 kW/m2,总热释放量（THR）为5.25 kJ/m2,平均有效燃烧热（m-EHC）为5.11 kJ/kg,与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比,阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素,集三源一体,具有阻燃性能优越,相容性能良好,高效环保等优点。     

ADP-12复配无卤阻燃体系对ABS阻燃及力学性能的影响

以二乙基次磷酸铝(ADP-12)为主阻燃剂,并用协效阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)制备无卤阻燃ABS复合材料,研究了各复配阻燃体系的热降解性能及其阻燃ABS材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,ADP-12/MCA阻燃体系较ADP-12/MPP阻燃体系对ABS有着更好的成碳作用,使用ADP-12/MCA(10phr/20phr)制备的ABS阻燃材料氧指数达到39%,垂直燃烧显示出V-1级;填加阻燃剂后的ABS断裂伸长率、冲击强度损失较大,通过扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、相差显微镜(PCM)分析发现,阻燃剂在ABS中的团聚是造成ABS力学性能下降的原因。     

基于ADPP的无卤阻燃PBT/GF复合材料阻燃性能研究

以二丙基次膦酸铝(ADPP)、ADPP/三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和ADPP/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)为阻燃剂制备了无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯/玻璃纤维(PBT/GF)复合材料,并利用锥形量热仪系统评价了不同阻燃体系对其阻燃性能的影响。结果表明:三种阻燃体系的阻燃效果为ADPP≈ADPP/MPPADPP/MCA;ADPP与MPP间有一定的阻燃协效作用,且ADPP和ADPP/MPP阻燃体系能更有效地延缓PBT/GF复合材料火焰的传播,具有良好的阻燃效果。     

新型阻燃剂的合成及其在PLA中的应用

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为主要原料，合成了一种新型的磷氮复合阻燃剂(DTGIC),利用傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪对DTGIC结构及热稳定性进行了表征。将DTGIC与二乙基次磷酸铝(AlPi)复配，对聚乳酸(PLA)进行阻燃改性。结果表明：DTGIC与AlPi具有协同作用。与纯PLA相比，PLA/DTGIC(质量比92/8)复合材料的极限氧指数由21%提升至26%,并通过UL-94 V-0级，其热释放速率峰值(PHRR)由451 kW/m²下降至353 kW/m²,总热释放量(THR)由117 MJ/m²下降至87 MJ/m²,PLA/DTGIC/AlPi(质量比92/6/2)复合材料的PHRR进一步下降至344 kW/m²,THR下降至81 MJ/m²。PLA/DTGIC/AlPi(质量比92/6/2)复合材料表面形成了更为致密多孔的炭层，有效隔绝了热量的传递。     

芳香席夫碱基阻燃剂的制备及其在聚酰胺6中的应用

为提高聚酰胺6(PA6)用反应型阻燃剂的热稳定性，以对苯二甲醛（TPAL）、对氨基苯甲酸（PABA）、9,10-二氢-9-氧代-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与二苯基氧膦（DPO）为原料，制备芳香席夫碱基磷氮协效阻燃剂TMADOPO和TMA-DPO，对产物的结构及热稳定性进行表征。通过熔融共聚制备阻燃PA6(FRPA6s)，在TMA-DOPO中分别引入二乙基次磷酸铝（AlPi）和三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）以协效阻燃，研究阻燃剂对PA6相对黏度、热稳定性、阻燃性能和力学性能的影响。结果表明：TMA-DOPO的热稳定性更优异。引入阻燃剂后，FRPA6s的热稳定性、相对黏度、拉伸强度均下降，阻燃性能提高。相比PA6，当TMA-DOPO与MCA（或AlPi）引入量分别为己内酰胺质量的5%、3%,TMA-DPO引入量为7%时，使FRPA6s垂直燃烧达到V-0级，极限氧指数（LOI）分别提升至30.7%、30.3%和29.7%。     

生物基阻燃剂与三聚氰胺氰尿酸盐在低密度聚乙烯中的协同阻燃性能研究

为了探究新型生物基阻燃剂的适用范围和协同阻燃效果，利用氢氧化镁（MH）和植酸（PA）反应制备新型生物基阻燃剂（MPA）。将MPA与三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）加入低密度聚乙烯（LDPE）中制备LDPE阻燃复合材料，并测试复合材料的阻燃性能和热稳定性。结果表明：当MPA加入量为40 g,MCA加入量为20 g,LDPE-3复合材料的热释放速率峰值降至702.6 kW/m2,CO和CO2的释放量也受到有效抑制，残留物含量大幅提升，从0.2%提升至14.2%。MCA的加入可以有效提升LDPE/MPA复合材料的热稳定性，抑制LDPE/MPA复合材料的早期分解，使LDPE-3的起始热分解温度（T5%）从273.2℃提升至329.8℃。MPA与MCA同时在LDPE使用时能够产生良好协同阻燃作用，有效提升LDPE复合材料的阻燃性能以及热稳定性。     

改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃环氧树脂研究

采用分子复合技术合成了改性MCA(M-MCA)阻燃环氧树脂,采用UL94垂直燃烧测试及微型量热分析对其性能进行了研究,同时采用热失重分析方法研究其降解历程和阻燃机理。结果表明,该材料实现了阻燃剂粒子在环氧溶液及基材中超细及均匀分散,解决了常规MCA阻燃剂在环氧树脂胶液中分散困难、易团聚等问题,改性MCA阻燃树脂比传统MCA具有更佳阻燃效果,该体系阻燃机理以气相阻燃为主。     

高分散型三聚氰胺氰尿酸盐阻燃硅橡胶的研究

以自制高分散型三聚氰胺氰尿酸盐（GFMCA）为阻燃剂制备甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）阻燃材料,并对阻燃剂粒子形貌及团粒结构、阻燃材料的阻燃性能和物理性能进行研究。结果表明：GFMCA团粒结构松散,在MVQ中表现出优异的分散性和稳定性,无析出。传统三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）/MVQ与GFMCA/MVQ硫化胶的阻燃性能相当,当阻燃剂用量为30份时,均可达到UL94 V-O级（1.6 mm）;（JFMCAiMVQ硫化胶的物理性能较好,其拉伸强度和拉断伸长率较MCA/MVQ硫化胶分别提高20%和118%。GFMCA/Mvo硫化胶的综合性能较好     

氨基硅油对氢氧化镁及有机蒙脱土阻燃LLDPE的影响

用氢氧化镁(MH)和有机蒙脱土(OMMT)作为阻燃剂制备了阻燃线型低密度聚乙烯(LLDPE),研究了氨基硅油(ASO)对阻燃LLDPE力学性能及阻燃性能的影响。通过锥形量热仪(CONE)和热失重分析(TGA)对材料进行了表征。结果表明:ASO提高了阻燃性能和抑烟效果。当ASO用量为2%时,阻燃LLDPE的热释放速率峰值(pHRR)和平均热释放速率(mHRR)分别降低到169.6kW/m2和86.7kW/m2,比加入ASO前下降了20.5%和9.7%;烟产生速率峰值(pSPR)和总生烟量(TSP)分别降低到0.017m2/s和0.4m2。此外,ASO提高了材料的断裂伸长率和冲击强度。     

EG协同三嗪系大分子膨胀型阻燃剂阻燃HDPE研究

研究了EG协同三嗪系大分子膨胀型阻燃剂阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等测试手段进行了分析。结果表明当EG与APP/CFA/SiO2共同使用阻燃HDPE的氧指数比单独加入两种阻燃剂的氧指数都有所提高,SEM测试表明EG与APP/CFA/SiO2共同使用燃烧后表面形成一层致密的保护层,阻止了聚合物的进一步燃烧。     

无卤阻燃硅橡胶的研究进展

简单介绍了阻燃剂的分类和今后的发展趋势,综述了铝-镁系阻燃剂、成炭或促进成炭型阻燃剂、铂系阻燃剂和纳米阻燃体系的阻燃机理及其在硅橡胶中的应用,对阻燃硅橡胶的研发前景进行了展望。     

磷系阻燃改性共聚酯的热性能研究

选用主链含磷的阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸和侧链含磷的阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-[2,3-二(2-羟基乙氧基)羰基丙基]-10-磷杂菲-10-氧化物,在3 L聚合反应釜上分别合成了磷质量分数为0.6%的阻燃改性共聚酯。利用TGA、DSC对其热性能进行了分析,并对其切片干燥和熔融后的黏度降进行了测试。结果表明,随着反应型阻燃剂的添加,阻燃共聚酯的tg,tm下降,而Δt热和Δt冷则呈上升趋势,结晶能力下降;共聚酯的初始热分解温度有所下降,经切片干燥和熔融后的黏度降增大。     

辐照法制备无卤阻燃HDPE/EPDM/硅橡胶共混物

以氢氧化镁和红磷为阻燃剂,硅橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)为共混材料,高密度聚乙烯(HDPE)为基体制备了阻燃共混物,并对其进行电子束辐照,考察了阻燃共混物的力学性能、阻燃性能和微观形貌。结果表明:EPDM的加入明显改善了阻燃共混物的力学性能;硅橡胶的加入使得无机阻燃剂粒子在聚合物基体中的分散性提高,阻燃共混物的氧指(数OI)提高;辐照交联后,阻燃共混物的拉伸强度增强,OI明显提高,燃烧后的炭层更加致密。     

橡胶表面用无卤协同阻燃聚氨酯脲的性能研究

以HDI三聚体／IPDI预聚体为固化剂,聚天门冬氨酸酯为扩链剂,烷羟基硅油／氮磷羟基阻燃聚醚POP（Si-N／P）与聚磷酸铵（APP）／季戊四醇（PER）为协同阻燃剂,设计了橡胶表面用无卤协同阻燃聚氨酯脲弹性体。讨论了协同阻燃剂用量对体系阻燃与机械性能的影响。结果表明,无卤协同阻燃聚氨酯脲弹性体具有较好的阻燃性能和机械性能,当Si—N／P质量分数为20％,APP／PER质量分数为30％时,其极限氧指数（LOI）从18提高到33,拉伸强度5．2MPa,断裂伸长率235％．邵A硬度57,可实现与橡胶基材匹配的协同运动。     

无卤阻燃聚醚型TPU的研究

在二乙基次膦酸铝(ADP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的基础上,加入少量钛酸铝(Al2TiO5)作为阻燃协效剂,制得无卤阻燃聚醚型TPU。结果表明,该阻燃聚醚型TPU具有优异的阻燃性能、加工性能和力学性能。当TPU/ADP/MCA/Al2TiO5质量比为70/15/12/3时,制备的阻燃聚醚型TPU极限氧指数可达31.1%,垂直燃烧仅持续5 s,且无滴落,阻燃级别达到FV-0;拉伸强度可达24.6 MPa,断裂伸长率为566%。热失重分析、扫描电镜和锥形量热仪分析测试可知,钛酸铝的加入能有效提高燃烧过程的成炭量,且使得炭层更致密,同时也降低了最大热释放速率,显示出良好的阻燃协效作用。     

合成橡胶阻燃材料的应用研究

重点介绍了合成橡胶阻燃技术的研究现状及其新应用技术。概述了添加型阻燃剂、反应型阻燃剂在橡胶中的应用及耐燃性能的测试方法,并对阻燃剂的发展前景进行了展望。     

Combination of Phosphorous Flame Retardants and Aluminum Trihydrate in Multicomponent EPDM Composites

Ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubbers with the flame retardants tris(2-ethylhexyl)phosphate, ammonium polyphosphate, polyaniline, and aluminum trihydroxide were prepared and analyzed in this study. The homogenous dispersion of the fillers in the rubber matrix was confirmed by scanning electron microscope. To investigate the interplay of the different flame retardants, the flame retardants were varied systematically. The comprehensive study sought combinations of flame retardants that allow high loadings of flame retardants without deterioration of the physical and mechanical properties of the EPDM rubber. The eight EPDM rubbers were investigated via thermogravimetric analysis and pyrolysis gas chromatography coupled with a mass spectrometer (Py-GC/MS) to investigate the potential synergistic effects. In the Py-GC/MS experiments, 27 pyrolysis products were identified. Furthermore, UL 94, limiting oxygen index, FMVSS 302, glow wire tests, and cone calorimeter tests were carried out. In the cone calorimeter test the EPDM rubbers R-1AP and R-1/2P achieved an increase in residue at flameout of 76% and a reduction in total heat evolved of about 35%. Furthermore, the compounds R-1AP and R-1/2P achieved a reduction in MAHRE to about 150 kW m⁻¹, a reduction of over 50% compared to the unprotected rubber R. POLYM. ENG. SCI., 60: 267–280, 2019. © 2019 The Authors. Polymer Engineering & Science published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of Society of Plastics Engineers.     

阻燃PTT共聚酯的制备及性能研究

采用直接酯化-缩聚工艺,在酯化后加入磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与1,3-丙二醇(PDO)的酯化溶液(CEPPA-PDO),制得阻燃聚对苯二甲酸丙二醇共聚酯(FR-PTT)。通过FT-IR、DSC、TG、SEM以及垂直燃烧法对FR-PTT的结构及性能进行表征。结果表明:阻燃剂CEPPA可能是以共聚的方式接入到大分子链中,并且随着磷含量的增加,FR-PTT的Tc上升,而Tm呈下降趋势,同时FR-PTT在高温处理后成炭性良好,阻燃级别达到FV-0级。     

不同膨胀型阻燃剂改性聚丙烯/聚乳酸复合材料

用两种不同的膨胀型氮磷阻燃剂(IFR1和IFR2)阻燃改性聚丙烯(PP)/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明:两种阻燃剂在PP/PLA基体中都具有良好的分散性和界面粘合性。阻燃剂的加入降低了材料的力学性能,而含有25%阻燃剂的PP/PLA复合材料就能到达垂直燃烧试验(UL-94)的V0等级。燃烧过程中阻燃剂通过在材料表面形成致密的炭层来提高材料的阻燃性,其中IFR1对PP/PLA体系的阻燃改性效果更好。从力学性能和阻燃效果的双重考虑,质量含量25%的阻燃剂适合于PP/PLA材料的阻燃改性。