次磷酸铝阻燃聚脲弹性体及其耐老化性能研究

为提高聚脲弹性体（PUA）的阻燃性能,采用次磷酸铝（AHP）制备阻燃PUA,并通过热重分析、极限氧指数、垂直燃烧测试、锥形量热测试、扫描电镜、热重-红外联用测试、拉伸、撕裂等一系列测试对阻燃聚脲热性能、阻燃性能、力学性能及阻燃机理进行了系统研究。结果表明,AHP对PUA具有较高的阻燃效率,在20%添加量下,PUA在垂直燃烧测试中表现出离火自熄性,熔滴现象消失,通过UL-94 V-0等级。同时,其热释放速率峰值、总热释放、总烟释放等火安全行为参数大幅下降。残炭微观形貌及气相热解产物分析表明,阻燃PUA燃烧后表面形成了更为致密紧凑的炭层,有效抑制了热解PUA基材中烃类、CO2、CO等物质的生成。力学性能测试结果表明,AHP的加入造成的PUA拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度的损失在可接受范围以内,阻燃PUA在168 h热氧老化处理后仍具有较高的力学性能。     

ZnMgAl-CO3-LDHs的沥青阻燃抑烟性能与机理分析

采用层状无卤高效抑烟剂ZnMgAl-CO_3-LDHs制备阻燃沥青,通过热重-差热分析仪、锥形量热仪和X射线光电子能谱仪研究了层状双氢氧化物(LDHs)对沥青阻燃抑烟性能的影响,并分析其阻燃机理.结果表明:掺加质量分数为2%的LDHs可使沥青燃烧的最大热释放速率、平均热释放速率和总烟释放量分别下降24.9%,14.3%和27.0%;LDHs在2%掺量下即有较好的阻燃抑烟效果,而在25%掺量下的阻燃抑烟效果提升有限;LDHs的层状结构可以在沥青燃烧初期降低沥青的失重速率,并提升残渣的完整性、致密性和抗氧化性,但LDHs的热解吸热效应并未在沥青燃烧过程中发挥明显作用.     

阻燃热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

将石墨粉(GP)、季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配后添加到热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中制备阻燃TPU复合材料,研究此膨胀阻燃体系对阻燃TPU复合材料阻燃性能、抑烟性能的影响。通过锥形量热仪、扫描电镜、极限氧指数和热重分析等手段研究该TPU复合材料的阻燃性能,结果表明:当APP/PER/GP的配比为15%、7%、3%时,对TPU复合材料的阻燃效果最好,其热释放速率较TPU-1(只添加了APP/PER)降低了32%,氧指数提升了40%,燃后的炭层结构有较大改善。该膨胀阻燃体系可提高阻燃TPU材料在高温阶段的热稳定性,增加残渣质量,达到对TPU复合材料阻燃和抑烟的效果。     

碳纳米管对苯丙乳液防火涂料的抑烟性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸(AA)为共混单体,以聚磷酸铵(APP)阻燃剂,碳纳米管(CNT)为添加剂,制备阻燃苯丙乳液防火涂料。通过锥形量热仪、烟密度测试、扫描电镜等手段研究了该防火涂料的阻燃抑烟性能。结果表明:CNT的添加增强了材料热分解过程中生成炭层的致密度,降低了样品的热释放速率、质量损失、总烟释放量;苯丙共聚乳液/APP/CNT的配方比例为40.0%∶57.5%∶2.5%时防火涂料的阻燃抑烟性能最佳。     

膨胀蛭石在防火涂料中的阻燃和抑烟作用

以硅丙乳液为成膜物质,聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系,添加不同量的膨胀蛭石作为协效阻燃抑烟剂,制备水性膨胀型防火涂料。采用小室燃烧法、隧道燃烧法、大板燃烧法、烟密度测试法、热重分析和差热分析研究膨胀蛭石对防火涂料的阻燃和抑烟作用。结果表明:膨胀蛭石的加入有效提高了防火涂料的阻燃性能和抑烟性能。添加5%的膨胀蛭石时,试样的质量损失、炭化体积和火焰传播比值分别下降了17.18%、49.33%和32.81%,烟密度等级从16.80%降至6.74%。热重分析和差热分析表明,膨胀蛭石的阻燃和抑烟作用主要为提高防火涂料的最终残炭量和炭层的稳定性,减少气相挥发物的生成和热量的传递。添加5%的膨胀蛭石便可使试样的残炭量增加10.64%,炭层初始分解温度从505.4℃提高到547.3℃。     

硼化合物在云南松中的协效阻燃和抑烟作用研究

利用木垛法、氧指数、建材烟密度仪、热重分析仪和差热分析仪研究硼化合物在云南松中的协效阻燃和抑烟效果。结果表明,硼化合物的加入能明显减少云南松燃烧过程中的质量损失、有焰燃烧时间和烟密度等级并提高氧指数;当硼酸和硼砂的质量比为3:2时,协效阻燃和抑烟效果最佳。与未阻燃云南松相比,硼化合物的加入降低了云南松在热解过程中的质量损失和峰值质量损失速率并降低了松木在主要热解阶段的表观活化能,起到了较好的阻燃和抑烟效果。     

苯丙乳液基膨胀型阻燃涂料抑烟初探

以磷酸氢二铵(DAP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为阻燃体系,苯丙乳液(styrene-acrylic emulsion)为涂料基础配方,用烟密度仪探究防火涂料中加入柚子皮、甘蔗渣、蕉树皮等抑烟物质的抑烟效果,用水平燃烧仪测试加入该物质对炭层膨胀高度的影响,结合抑烟效果和炭层膨胀高度,从中选出对炭层膨胀高度影响最小、抑烟效果最优物质和用量。结果表明,涂料本身也具有阻燃抑烟的作用,但加入柚子皮和甘蔗渣后其抑烟效果更好;其中2 g的甘蔗渣烟吸收率曲线最低,发烟量最少,抑烟效果最好。     

聚磷酸铵和三氧化钼对聚氨酯软泡阻燃性能的影响

以聚磷酸铵（APP）和三氧化钼（MoO3）为阻燃剂,采用一步发泡法制备阻燃聚氨酯软质泡沫（FPUF）,通过扫描电镜、氧指数仪、热重分析仪和锥形量热仪等测试手段研究了MoO3和APP对聚氨酯软泡的泡孔结构、热稳定性、阻燃性能以及产烟量的影响规律。研究表明：MoO3和APP均能提高聚氨酯软泡的阻燃性能,与纯聚氨酯软泡相比,当APP和MoO3的添加量均为7.5%时,阻燃聚氨酯软泡的总热释放量和总产烟量分别降低了44.2%、66.3%,表现出很好的阻燃和抑烟性能;探讨了APP和MoO3阻燃聚氨酯软泡的阻燃作用机理,APP在气相和凝聚相发挥阻燃作用,在气相中通过生成含磷官能团捕获气相中的自由基,在凝聚相中发挥催化成炭的作用,MoO3能促进热裂解聚氨酯催化成炭,提高成炭率,使炭层致密,并提高聚氨酯软泡的热稳定性,有效提高聚氨酯软泡的火灾安全性。     

HHCPE钢结构防火涂料的研究

以高性能高氯化聚乙烯为基料,聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为膨胀阻燃体系,通过混料实验法设计确定基本配方。在此基础上,探讨了阻燃增效剂、炭层增强剂和阻燃抑烟剂对涂层的致密性、均匀度、强度以及涂层的耐火性能等的影响,确定了它们的最佳浓度。     

CS/h-BN/APP层层自组装涂层阻燃杨木的研究

为提高杨木的阻燃性能,利用带正电性的壳聚糖/六方氮化硼(CS/h-BN)聚电解质溶液,以及带负电性的聚磷酸铵(APP)溶液,基于层层自组装(LBL)技术,通过两聚电解质溶液之间的静电吸附作用,在木材表面成功制备出具有良好阻燃性能的CS/h-BN/APP薄膜涂层.结果表明:所制备的涂层均匀分布在木材表面,且具有良好的附着力;涂层阻燃木材试件的热释放速率、烟释放速率显著降低,第2放热峰出现时间晚于未处理木材试件,且在燃烧过程中的残余物质量始终高于未处理木材试件,完全燃尽时间则比未处理木材试件多出约100s,阻燃效果随着自组装涂层数的增加而逐渐增强;涂层阻燃木材试件的CO、CO_2气体生成量明显降低,表明阻燃涂层能有效降低木材烟气及毒性气体释放;涂层阻燃木材试件较未处理木材试件更好地保持了木材本身的结构,显示出了良好的抵抗火灾能力.     

植酸三聚氰胺盐阻燃环氧树脂研究

利用生物基阻燃剂植酸三聚氰胺盐 (MPA) 阻燃改性环氧树脂并对其性能进行研究。通过红外光谱 (FTIR) 以及X射线光电子能谱 (XPS) 对MPA化学结构进行表征。利用热重分析仪 (TGA)、极限氧指数测试仪 (LOI)、垂直燃烧测试仪 (UL-94) 及锥形量热测试仪 (CC) 研究阻燃环氧树脂的热稳定性及阻燃性能。热重分析结果表明，MPA阻燃剂在800 ℃残炭达到25.6%，引入环氧树脂后可提升材料高温区热稳定性。垂直燃烧测试显示MPA在15%添加量下可赋予环氧树脂UL-94 V-0等级，表明MPA对环氧树脂有较好的阻燃效果。进一步锥形量热结果表明，MPA的加入显著降低了环氧树脂的热释放速率及总热释放，同时表现出优异的抑烟性能。     

Flame Retardance and Smoke Suppression of Poly(vinyl chloride) Using Multicomponent Systems

Metal-based organic complexes (MBO) are a class of FRSS additives that comprise a transition metal and an organic ligand that cleaves at an elevated temperature thereby releasing the metal in a reactive state. They help in the formation of char and thus act as an effective smoke suppressant. Use of MBO complexes as flame retardant smoke suppressants, phosphate ester as a flame retardant and active filler as endothermic material is reported here as multicomponent FRSS systems. MBOs used in the present study are the chelates of pentanediono. They were used alone as well as in combination with aluminum trihydrate (ATH) as filler were used to impart flame retardancy and smoke suppression to poly vinylchloride. Their performance was measured in terms of flammability, smoke generation, char formation and evolution of combustion gases. MBOs of molybdenum and chromium were found to be very efficient flame retardant smoke suppressants.     

阻燃沥青混合料阻燃抑烟性能及路用性能研究

设计沥青混合料直接燃烧试验,以试件燃烧时间、表面温度为指标评价阻燃剂对沥青混合料阻燃性能的影响;提出试件燃烧时烟雾面积的计算方法,以烟雾面积大小判别阻燃剂的抑烟效果;设计沥青混合料的路用性能试验,评价阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:阻燃剂掺量越大,沥青的氧指数越高,沥青混合料试件的燃烧时间越短,表面温度越低,抑烟性能越好.阻燃效果较好的酸性阻燃剂会显著降低沥青混合料的高温稳定性和水稳定性.阻燃剂在沥青铺面工程中的适用性必须综合考虑其对沥青混合料阻燃性能和路用性能的影响.     

蒙脱土对木材膨胀阻燃涂料性能的影响

采用极限氧指数、锥形量热仪等试验,研究了不同蒙脱土对膨胀阻燃涂料的木材阻燃性能的影响。试验结果表明:复配蒙脱土可以在膨胀阻燃涂料的基础上进一步增加木材的氧指数,涂覆复配阻燃涂料的木材氧指数可达40.8;同时,复配蒙脱土可以降低燃烧热释放速率,并减少总热释放量和总发烟量;采用层状结构显著的蒙脱土,可以更为高效的促进木条成炭,从而起到更好的阻燃抑烟功效。     

Effect of nitrogen phosphorus flame retardants on thermal degradation of wood

The effects of flame retardant action of wood treated with flame retardants that were obtained from phosphorus acid, pentaerythritol, urea, and triethanolamine through copolycondensation were studied in this research. Flame retardancy was characterized by limiting oxygen index (LOI), and the Broido method was used to evaluate the kinetics of thermal decomposition on untreated and treated wood. The effectiveness of these flame retardants was also investigated using scanning electron microscope (SEM) images of char formed after LOI tests. The results showed that adding the flame retardant decreases the thermal activation energy at a high degree of degradation, leading to the increase of LOI values. SEM images of chars showed the formation of protective polymeric coatings on char surfaces, and such coatings protected the substrate from damaging, resulting the integrity of wood fiber morphology and improvement of flame retardancy of wood during burning process.     

阻燃剂对无规共聚聚丙烯的阻燃性能的影响

对比研究了以氢氧化镁、锑卤体系等不同阻燃剂体系对聚丙烯(PP-R)材料的阻燃消烟作用,并研究了阻燃处理后的PP-R材料的力学性能和加工性能.结果表明:处理后的PP-R材料具有较好的阻燃性能,不同阻燃剂体系对材料的力学及加工性能影响不同,其中以锑卤体系复配锡酸锌(ZS)及硼酸锌影响较小.     

Synergistic effects of inorganic tin compounds and Sb2O3 on thermal properties and flame retardancy of flexible poly(vinyl chloride)

The effects of inorganic tin compounds such as zinc hydroxystannate (ZHS), tin dioxide (SnO₂), and tin monoxide (SnO), Sb₂O₃, and their mixtures on the flame retardant and smoke suppressant properties of flexible poly(vinyl chloride) (PVC), and their flame retardant and smoke suppressant actions, were studied using the limiting oxygen index (LOI) test, the smoke density rating (SDR) test, thermogravimetric analysis/differential thermogravimetry/differential thermal analysis (TGA/DTG/DTA), scanning electron microscopy (SEM), and quantitative analysis. The results showed that the incorporation of small amounts of inorganic tin compounds and their mixtures with Sb₂O₃ can increase the LOI of PVC and decrease the SDR during combustion. Partial replacement of Sb₂O₃ in flexible PVC by ZHS resulted in a significant synergistic improvement in flame retardant behavior. TGA/DTG/DTA, SEM, and quantitative analysis showed that ZHS acts as a flame retardant in the solid phase, Zn²⁺ can catalyze dehydrochlorination of PVC and promote early cross-linking, leading to rapid charring, and Sn⁴⁺ can react with the char, thereby increasing the char stability. These actions, combined with the vapor-phase role of Sb₂O₃, can significantly enhance the flame retardancy of PVC.     

氮-磷协同阻燃聚氨酯保温材料性能研究

为了提高硬质聚氨酯的阻燃性能,采用磷改性聚醚,并添加三聚氰胺(Melamine)和聚磷酸胺(APP),并对试件的燃烧行为和热性能进行了研究。结果表明:在含磷硬质聚氨酯保温隔热材料中等比例添加Melamine和APP,能形成氮-磷协同阻燃体系,材料的阻燃性能得到显著提高,其中氧指数达34.43%,水平燃烧等级达到FH-1,垂直燃烧等达FV-0。