无卤阻燃TPV复合材料的性能研究

采用一种新型的无卤阻燃剂,制备无卤阻燃EPDM/PP热塑性硫化胶(TPV)复合材料,并对其性能进行研究;同时考察了增容剂SEBS-g-MAH对无卤阻燃TPV性能的影响。结果表明,随着无卤阻燃剂用量的增加,材料的硬度和100%定伸应力增加,拉伸强度和断裂伸长率减少,当阻燃剂添加量≧30%时,1.5 mm可达到V1、3.0 mm可达到V0,能满足电线电缆行业的使用要求。增容剂SEBS-g-MAH的加入使无卤阻燃剂与TPV的界面黏结得到改善,使无卤阻燃TPV的拉伸强度提高,增容剂加入5%,不影响无卤阻燃TPV的阻燃性能。     

膨胀型无卤阻燃TPV复合材料的制备及性能研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/聚丙烯(PP)三元热塑性动态硫化橡胶(TPV)为基材,添加一种新型膨胀型无卤阻燃剂,制备出无卤阻燃EPDM/POE/PP三元TPV复合材料。通过UL94阻燃等级测试评价其阻燃性能,研究阻燃剂用量对其阻燃性能和力学性能的影响,同时考察界面相容剂马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物(SEBS-gM AH)对材料性能的影响。结果标明,随着阻燃剂用量的增加,材料的硬度和密度增大,拉伸强度和断裂伸长率不断减小。当阻燃剂用量≥50 phr时,3. 0 mm和1. 5 mm可达V-0等级;界面相容剂的加入能提高材料的力学性能而不影响阻燃性能;通过对燃烧后的残炭形貌观察得出,该膨胀型阻燃剂对TPV材料具有较好的阻燃效果。     

氮系无卤阻燃剂对液体硅橡胶阻燃泡沫材料性能的影响

以2种不同黏度的乙烯基硅油复配物为基料、羟基硅油为发泡助剂、含氢硅油为交联剂、气相法二氧化硅为补强填料，添加铂催化剂、氮系无卤阻燃剂等制得液体硅橡胶阻燃泡沫材料，探讨了氮系无卤阻燃剂用量对硅橡胶泡沫材料物理性能、阻燃性能、泡孔形貌、热稳定性等的影响。结果表明，氮系无卤阻燃剂在硅橡胶泡沫材料体系中可充当抑制剂的作用，为制备样品提供更多的可操作时间；在用量相同的条件下，与氢氧化铝相比，采用氮系无卤阻燃剂更有利于制备密度低、压缩永久变形低、泡孔致密均匀的液体硅橡胶泡沫材料；随着氮系无卤阻燃剂用量从0增加到70份，硅橡胶泡沫材料的表观密度从0.240 g/cm³升至0.545 g/cm³,微孔材料硬度从6.9度升至50.5度后有所回落，拉伸强度从115.6 kPa升至576.0 kPa后有所回落；随着氮系无卤阻燃剂用量从10份增加到70份，氧指数从24.4%升高到31.0%,垂直燃烧等级由V-2级提升到V-1级并最终达到V-0级；随着氮系无卤阻燃剂用量的增加，硅橡胶泡沫材料的泡孔均匀性和热稳定性降低，600℃时残余质量分数降低，添加10份、30份和5...     

非APP膨胀型阻燃剂在TPV中的阻燃性能研究

以热塑性动态硫化橡胶(TPV)为基体材料,加入非聚磷酸铵(APP)膨胀型阻燃剂FR-1420制备得到了阻燃TPV材料,考察了阻燃剂用量对材料阻燃性能的影响,通过热重分析(TG)和锥形量热分析分别研究了材料的热分解行为和燃烧行为。结果表明,FR-1420能显著提高TPV材料的垂直燃烧等级,当FR-1420用量为22份时,3.2 mm样条达到UL94 V-0级,FR-1420用量增加至35份,0.8 mm样条达到UL94 V-0级;TG分析显示,加入FR-1420后,TPV材料初始分解温度提前,残炭增加,有利于前期保护性炭层的形成;锥形量热分析显示,加入35份FR-1420后,TPV材料热释放速率峰值(PHRR)由534 kW/m~2降至124 kW/m~2,TPV材料的火灾安全性能得到显著提升。     

自清洁阻燃热塑性材料的制备及性能研究

选用聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)/硅橡胶(MVQ)为基材制备热塑性弹性体(TPV),并添加无卤阻燃剂来改善TPV的阻燃性能。讨论了不同无卤阻燃剂以及无卤阻燃剂并用的改性方法对材料的力学性能和阻燃特性的影响;另外,讨论了MVQ用量对TPV疏水性能的影响。结果表明,当阻燃剂采用33%(质量分数,下同)的Al(OH)3并用3%的甲基磷酸二甲酯(DMMP)及2%的阻燃膨胀石墨EG-200时,TPV的氧指数达到32%,阻燃性能最佳,并且材料的力学性能更佳;随着MVQ用量的增加,TPV的临界表面张力降低,共混材料具有自清洁性。     

酚醛交联PP/EPDM/SEBS的动态硫化性能

系统研究了酚醛树脂交联剂对聚丙烯/三元乙丙橡胶/苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(PP/EPDM/SEBS）动态硫化弹性体性能的影响:随着交联剂用量增加,材料的硬度和拉伸强度先增加然后趋于稳定,断裂伸长率、撕裂强度和熔体流动速率随之降低,压缩永久形变呈现先减小然后增大的趋势。在交联剂用量为10份(质量份,下同)时,制备出了高温下弹性优异的TPV材料,70 0C,125℃条件下的压缩永久形变分别为23. 9%和28. 30%,比未添加SEBS时分别降低了9. 8%和20. 7%,加人SEBS有效改善了材料的回弹性。随着剪切速率增加,材料的表观黏度降低,呈现剪切变稀现象。随着交联剂用量的增加,表观薪度呈现先增加后减小的规律,用量为10份时黏度最大。     

挤出工艺及螺杆组合对膨胀阻燃PP性能的影响

利用无卤膨胀阻燃剂对聚丙烯(PP)进行改性,研究了不同挤出工艺参数(温度、螺杆转速、喂料量)及螺杆组合对无卤膨胀阻燃PP材料性能[熔体流动速率(MFR)、力学性能、阻燃性能、颜色等]的影响。结果表明,随着喂料量的增加,材料的MFR、断裂伸长率和缺口冲击强度总体呈下降趋势,适宜的喂料量为60 kg/h;随着螺杆转速的增加,材料的MFR逐渐提高,断裂伸长率、缺口冲击强度和极限氧指数呈现先增加后降低的趋势,材料颜色逐渐变黄;随着挤出温度升高,材料的断裂伸长率和缺口冲击强度呈现先升高后降低的趋势;使用弱剪切螺杆组合时阻燃剂分散性能较差,使用集中强剪切螺杆组合时容易导致材料降解,使用分散多段剪切的螺杆组合时,材料的断裂伸长率、缺口冲击强度提升显著,分别比弱剪切螺杆组合生产的材料提高了80%和40.5%。当喂料量为60 kg/h、螺杆转速为500 r/min、挤出温度为180~200℃并采用分散多段剪切的螺杆组合时,无卤膨胀阻燃PP材料的综合性能最优。     

磷-氮系膨胀阻燃剂对聚丙烯性能的影响

对阻燃聚丙烯（PP）进行了力学性能测试,利用差示扫描量热仪、热失重分析仪、锥形量热仪和体视显微镜对阻燃PP的各项性能进行了进一步的表征。结果表明,随着磷-氮阻燃剂（IFR-3）用量的增大,PP的拉伸强度和冲击强度先增大后减小;阻燃剂IFR-3能使PP的熔融温度和结晶温度均提高,同时也使PP的分解温度降低,残余物增大;随着阻燃剂IFR-3用量的增大,PP的极限氧指数不断增大;当阻燃剂IFR-3用量为30份时,厚度为3.2 mm的PP试样垂直燃烧性能达到UL 94 V-0级,当阻燃剂IFR-3用量为35份时,厚度为1.6 mm的PP试样达到UL 94 V-0级;阻燃剂IFR-3能够显著降低PP的热释放速率和生烟速率。     

无卤阻燃热塑性聚氨酯的制备与性能研究

首先自制了无卤阻燃剂,再与TPU挤出共混,通过热失重分析(TGA)和水平垂直燃烧(UL94)测试对阻燃效果及阻燃机理进行了分析,选择了最佳配方的阻燃剂;随后制备了不同阻燃剂含量的无卤阻燃TPU复合材料,并对复合材料的阻燃性能、力学性能及环保性能等进行了测试。结果表明,自制无卤阻燃剂可以使TPU达到理想的阻燃效果,随着无卤阻燃剂含量的增加,TPU的阻燃性能越来越高,拉伸强度越来越低,当添加量为18%时,复合材料阻燃性可以达到UL94 V-0级(0.8 mm),无滴落,且拉伸强度在20 MPa以上。     

无卤阻燃PC/ABS合金流变行为的研究

采用毛细管流变仪研究无卤阻燃聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（PC/ABS）的流变行为,得到了熔体表观黏度及切应力与剪切速率的关系。结果表明,无卤阻燃PC/ABS合金熔体为假塑性流体,表观黏度随剪切速率的增加而降低;在230 ℃时,合金的非牛顿指数随着阻燃剂含量的增加而增加;在剪切速率为20~3000 s-1时,合金黏度对温度不敏感,即实现黏度降低,采用升温法效果不佳。     

膨胀阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

分析了膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的加入方式对三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系硫化特性的影响,研究了加入不同膨胀型阻燃剂及协效剂硼酸锌(ZB)、有机蒙脱土(OMMT)对动态硫化EPDM/PP热塑性硫化胶(EPDM/PPTPV)性能的影响。结果表明,在动态硫化前加入APP或PER时,EPDM/PP体系不能进行硫化;当APP的加入量为30份时,EPDM/PPTPV的综合力学性能较佳;在EPDM/PPTPV中同时加入APP、PER、三聚氰胺(MEL)时,随着三者加入量的增加,体系的阻燃性能增强,但拉伸强度明显降低,三者的最佳用量为30份APP、10份PER、10份MEL,此时体系的黏度与纯EPDM/PPTPV相当;加入ZB或OMMT时,EPDM/PPTPV的拉伸强度降低,且加入OMMT体系的阻燃效果优于加入ZB体系;加入OMMT时,在低剪切速率下,体系的黏度减小;在高剪切速率下,体系的黏度增大;加入ZB时,在低剪切速率下,体系的黏度与未加ZB体系相当;在高剪切速率下,体系的黏度增大。     

阻燃EPDM/PP TPV的研究

研究制备工艺和阻燃剂用量对EPDM／PP阻燃热塑性硫化胶（TPV）性能的影响。结果表明，采用十溴联苯醚（FR-10）／三氧化二锑并用阻燃体系，阻燃剂在动态硫化前加入，EPDM／PPTPV的阻燃性能较好，但物理性能稍差，阻燃剂用量较大时，EPDM／PPTPV的阻燃性能较好，但拉伸强度减小；采用FR—10／三氧化二锑／氢氧化镁并用阻燃体系，氢氧化镁在动态硫化前加入，EPDM／PPTPV的阻燃性能稍好，物理性能和挤出外观质量略差，氢氧化镁用量对EPDM／PPTPV的阻燃性能影响不大。采用FR—1O／三氧化二锑／氢氧化镁并用阻燃体系，氢氧化镁在动态硫化前加入，可制备低硬度阻燃低发烟EPDM／PP TPV。     

不同天然大分子在膨胀型阻燃TPV复合材料中的作用

选择了纤维素、壳聚糖、淀粉三种天然大分子作为碳源,聚磷酸铵(APP)作为酸源和气源,按1∶2的质量比复配成三种不同的膨胀型阻燃剂。然后将三种膨胀阻燃剂添加到热塑性动态硫化橡胶(TPV)材料中,通过熔融共混的加工方法,制备得到阻燃TPV复合材料。力学性能测试实验显示,不同碳源的阻燃TPV复合材料的力学性能依次为:纤维素>壳聚糖>淀粉。极限氧指数和垂直燃烧实验结果表明:当阻燃剂质量分数达到30%时,以纤维素作为碳源的TPV复合材料的阻燃性能最好,其氧指数最高为25%,相对于纯TPV的19%,提高了6%,而且能达到V-1等级;壳聚糖和淀粉为碳源TPV复合材料的氧指数分别达到了23%和22%,且都能达到V-2等级。通过TGA和SEM研究了阻燃机理,结果表明,与其他两种碳源相比,纤维素为碳源的TPV复合材料的热稳定性最高,且在燃烧时能形成更加致密的炭层。     

Synergistic effects of aluminium hypophosphite on the flame retardancy and thermal degradation behaviours of a novel intumescent flame retardant thermoplastic vulcanisate composite

ABSTRACT

The synergistic effects of aluminum hypophosphite (AHP) on the flame retardancy, thermal degradation behaviors of a novel intumescent flame retardant thermoplastic vulcanizate (TPV/IFR) composite were investigated. The results showed that the combination of AHP with IFR showed evident synergistic effects on the increase in the LOI value and reduction of the combustion parameters for the TPV/IFR/AHP composites at the optimum weight ratio of IFR/AHP (6/1) as evidenced by LOI, UL-94 and CCT. The TGA data revealed that AHP could change the degradation behavior of TPV/IFR composites and enhance the thermal stability of the TPV/IFR composites at high temperature. The results of FTIR, EDXS, LRS and SEM demonstrated that TPV/IFR/AHP composites could form more continuous, dense and stable char layer on the materials surface, and consequently improving the flame retardancy. Based on these results, the possible condensed flame retardant mechanism of TPV/IFR/AHP composites was concluded in detail.     

浅色水滑石/红磷复合阻燃剂的制备及性能

采用白磷插层进入水滑石层间后再转化为红磷的方法制得红磷插层水滑石,从而得到了用于环氧树脂体系的浅色水滑石/红磷复合阻燃剂。考察了白磷和水滑石配比对转化率的影响及红磷含量对丙氨酸交换量的影响,并研究了白磷插层水滑石阻燃剂用于环氧树脂的阻燃性能。结果表明转化后红磷在水滑石中的含量与转化前白磷与水滑石的配比之间符合一定的线性关系,即y=-8.44373+0.72491x;丙氨酸的交换量随着红磷含量的增大而减小;以插层水滑石为阻燃剂,阻燃效果优于水滑石/红磷混合物,且颜色较浅,亨特白度为30.13,大于直接混合的23.93;当水滑石、红磷质量分数分别为5%、1.48%时,环氧树脂的阻燃性能就达到FV-0级。     

阻燃PET的热降解行为研究

利用TG—DTG方法，研究了不同配比阻燃PET在N2气氛下的热降解行为。结果发现，阻燃则能显著减缓PET的分解速率，提高PET分解后形成的残余物的稳定性，使化学成炭质量得到改善；阻燃刑的加入使体系的成炭化学反应过程提前，显示了较好的协效作用，有利于残余物的稳定，提高其阻燃性能。     

磷酸三苯酯和甲基八溴醚在阻燃聚苯乙烯中的协同行为研究

为获得基于甲基八溴醚（MOBE）的高效阻燃聚苯乙烯（PS）复合体系,采用极限氧指数仪、锥形量热仪、热重分析仪（TG）和差示扫描量热仪（DSC）等对纯PS及其复合材料的阻燃性能及机理和热稳定性等进行了测试和表征,探索了MOBE与磷酸三苯酯（TPP）复配阻燃PS的行为规律。结果表明,TPP和MOBE复合体系比二者各自单独作为阻燃剂使用时赋予了PS材料更高的极限氧指数（LOI）,PS/3 %（质量分数,下同）TPP/4 %MOBE的LOI可达27.7 %, 明显高于PS/4 %MOBE（26.1 %）;3 %TPP/4 %MOBE能够在4 %MOBE的基础上进一步抑制PS复合材料的燃烧强度,降低有效燃烧热,降低热释放速率峰值（PHRR）与总热释放量（THR）;TPP和MOBE能够在PS复合材料热降解时将阻燃元素集中释放,同时发挥气相淬灭效应;此外,TPP的加入能够提高PS复合材料的熔体流动速率,降低其玻璃化转变温度,从而使PS热分解产生的熔滴更快地带走热量,最终使TPP与MOBE发挥更好的阻燃效果。     

无卤阻燃抑烟ABS材料的制备及性能研究

采用熔融共混法,以二乙基次膦酸铝（ADP）为主阻燃剂,聚磷酸铵（APP）为协效阻燃剂,对丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物（ABS）实现了良好的阻燃抑烟改性。利用极限氧指数测定仪、烟密度测试箱和锥形量热测试仪对复合材料的燃烧性能进行了测试,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪等分析表征了复合材料的微观结构和热性能。结果表明,当ABS/ADP/APP质量比为100∶16∶4时,复合材料的极限氧指数（LOI）可提高到29 %,烟密度等级下降到68.5,火点指数（FPI值）提高到0.215 s/（kW·m^-2）;复合材料在燃烧过程中会分解产生磷氧自由基,抑制基体燃烧的链式反应,并在材料表面形成大量细小空穴、膨胀疏松的炭层,取得了气相阻燃和凝聚相阻燃之间的良好协效。     

硼酸锌协效二乙基次膦酸铝阻燃PA6

采用硼酸锌(ZB)与二乙基次膦酸铝(ADP)协同阻燃聚酰胺6(PA6).对其阻燃性能和力学性能进行了探讨,并运用垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热、热失重分析、扫描电子显微镜以及拉曼光谱对阻燃机理进行了探究.结果表明,ZB作为协效剂,与ADP的协同阻燃效果显著;当在PA6中添加1.5％(质量分数,下同)ZB和8.5％ADP...     

超微细Mg(OH)2复合阻燃改性PP-R的研究

研制了超微细Mg(OH)2和少量的十溴联苯醚复配阻燃剂与无规共聚聚丙烯(PP-R)的填充共混复合材料,研究了复配阻燃剂的用量和硅烷偶联剂对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,复配阻燃剂用量的增加对材料拉伸强度有较明显的影响,用量在10份左右时缺口冲击强度达到最大;用硅烷偶联剂处理的填料可改善复合材料的各项性能。复配阻燃剂显著提高了复合材料的阻燃性能,在用量为15份时,氧指数达到27％;用量超过20份,垂直燃烧性为FV-1级。微量发烟。