两类无卤阻燃体系对mPE树脂基体阻燃和力学性能的影响

以乙烯-辛烯共聚物(POE)及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为增韧剂、马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)为增容剂,分别采用磷氮阻燃剂(PN)和纳米蒙脱土(nano-OMMT)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)阻燃体系,利用双螺杆挤出和注射成型制备无卤阻燃茂金属聚乙烯(mPE)复合材料。测试并分析了PN/nano-OMMT/mPE、ATH/MH/mPE和PN/ATH/MH/mPE复合材料的热稳定性、阻燃和力学性能。结果表明,与mPE树脂基体相比,ATH/MH的热分解温度范围较大。PN/nano-OMMT的阻燃效率高于ATH/MH。当PN/nano-OMMT含量为50%时,PN/nano-OMMT/mPE的LOI为30.8%,垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级;当ATH/MH含量由40%增大至70%时,mPE复合材料拉伸强度从10.86 MPa增大至12.48 MPa,断裂伸长率从539%下降至109%。在满足阻燃性能相同的条件下,PN/nano-OMMT/mPE的断裂伸长率高于ATH/MH/mPE,但拉伸强度较低。10%PN部分替代ATH/MH后,60%PN/...     

阻燃剂对热固性酚醛树脂阻燃性能影响的研究

通过氧指数、垂直燃烧等级及产烟率测定研究了氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、膨胀石墨(EG)、膨胀型阻燃剂(IFR)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂(PF)体系阻燃性能的影响,并采用差热分析(DTA)对体系的微观热行为进行了研究。结果表明,放热量最小的体系为ATH/MH/EG/PF,ATH/MH/EG/IFR/PF体系的氧指数最大,达到96。ATH/MH/PF体系的产烟率最低(72%)。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级可提高到UL94V-0级。     

白炭黑改性膨胀阻燃剂对PP/POE燃烧及力学性能的影响

采用白炭(黑SiO2)作为协效阻燃剂,与膨胀阻燃(剂IFR)复配阻燃聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)复合材料,观察其用量对复合体系燃烧及力学性能的影响。结果表明:当SiO2/IFR/PP/POE为1/9/3.3/20时,体系的阻燃效果较好,垂直燃烧实验达到了UL 94 V-0级,拉伸强度提高很大,冲击强度略微降低,体系的综合性能最佳。     

Mg(OH)_2-Al(OH)_3-微胶囊红磷协同阻燃POE的研究

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)为无卤阻燃剂,微胶囊红磷(MRP)为阻燃增效剂,通过共混挤出制备了一系列的阻燃聚烯烃弹性体(POE)复合材料。采用垂直燃烧、极限氧指数、热失重、傅里叶红外、微型量热分析等方法研究了其阻燃性能及阻燃机理。研究表明,同MH/POE和ATH/POE相比,MH/ATH/POE有较好的阻燃协效性,氧指数达到25.0%,残炭量达到31.7%,但垂直燃烧性能较差(测试无级别)。继续加入6份MRP后,体系的阻燃性能明显提高,其氧指数上升至27.5%,残炭量高达35.2%,垂直燃烧达到V-0级。表明MH/ATH和MRP对POE具有显著的协同阻燃作用。FTIR和TGA实验结果显示,MRP/MH/ATH/POE复合材料燃烧后生成了磷酸及其衍生物,增强了体系的成炭能力,促进了凝聚相阻燃效果,MRP阻燃机理主要表现为凝聚相阻燃。     

LLDPE/EVA/改性MH/MRP阻燃体系的研究

选用乙烯-醋酸乙烯共聚物/改性氢氧化镁/微胶囊红磷(EVA/改性MH/MRP)为复合阻燃体系,研究体系的力学性能及阻燃性能,并通过扫描电镜观察材料燃烧后炭层的表面形貌。结果表明:当LLDPE/EVA/改性MH/MRP添加比例为60:40:70:10时,拉伸强度为11.3 MPa,断裂伸长率为353%,氧指数为31.4%,垂直燃烧试验通过UL 94V-0级,体系具有良好的阻燃协效作用和力学相容性。     

三氧化二锑协效MH阻燃EVA复合材料的研究

利用垂直燃烧(UL94)、极限氧指数(LOI)、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等方法研究了三氧化二锑(Sb_2O_3)在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)体系中的协效阻燃作用与机理。结果表明,当阻燃剂MH/Sb_2O_3的总添加量为57%时,EVA/MH/Sb_2O_3复合材料通过UL94 V-0级,氧指数达到33. 5%。与EVA/MH复合材料相比,EVA/MH/Sb2O3复合材料的热稳定性较好,残炭量更高; EVA/MH/Sb_2O_3复合材料炭层表面孔洞少,封闭效果好,导致阻燃性能更好。     

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。     

耐老化无卤阻燃TPU复合材料的制备与性能研究

将不同质量比的间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]/三聚氰胺氰尿酸盐(RDX/MCA)复配阻燃剂添加到热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中,通过共混挤出制备了无卤阻燃TPU复合材料。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL 94)评估了复合材料的阻燃性能,利用万能拉力试验机测定了复合材料的力学性能,同时通过热氧老化、UV老化及水解老化实验考察了复合材料的耐老化性能。结果表明:当复配阻燃剂用量为15%、RDX与MCA的质量比为1:1时,TPU复合材料通过UL 94V-0级(1.6 mm)垂直燃烧测试,LOI达到28.1%,拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度分别为23.8 MPa、566%和95 kN/m。此外,复合材料分别经热氧老化、UV老化及水解老化168 h后,阻燃性能无明显变化,力学性能保持率均在75%以上,具有较好的耐老化性能。     

ATH协同阻燃TPO/MH复合体系性能研究

以热塑性聚烯烃弹性体(TPO)为基体、氢氧化镁(MH)为主阻燃剂、氢氧化铝(ATH)为协同阻燃剂制备了TPO/MH/ATH阻燃复合材料,采用氧指数(OI)、垂直燃烧及热重分析(TGA)等手段分析了TPO/MH/ATH复合体系的阻燃性能和阻燃机理,并研究了该复合体系的拉伸行为和流变性能。结果表明:同TPO/MH复合体系相比,TPO/MH/ATH复合体系的阻燃性能明显提高,其OI值提高至32.4%,阻燃等级达到FV-0级,残炭层更加紧密;复合体系的最大分解速率温度可达478.5℃,分解速率降低,热稳定性有所提高;同时,复合体系的屈服强度明显降低,断裂伸长率显著增大(380.4%),比TPO/MH复合体系提高了2倍;另外,ATH的加入对复合体系剪切黏度的影响不大。     

MRP/MH/EG协同阻燃HDPE的性能研究

以微胶囊化红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)及可膨胀石墨(EG)为阻燃剂,采用熔融挤出法制备了多组高密度聚乙烯(PE-HD)阻燃复合材料。采用氧指数测试、垂直燃烧测试、红外光谱分析、激光拉曼光谱分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及拉伸性能测试等方法对复合材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和断面的微观形貌进行了研究,并探讨了阻燃机理。结果表明,单独使用EG时阻燃效果差,但将EG与MRP、MH复配使用能有效改善材料的阻燃性能;当PE-HD/MH /MRP /EG = 100/35/15/5(质量份,下同)时,复合材料的氧指数为28.5 %,垂直燃烧达到UL 94 V-0级,而阻燃剂的加入对材料拉伸性能的影响并不是很大;SEM分析表明, EG与PE-HD基材有很好的相容性,而MRP或MH与PE-HD基材的相容性较差。     

PP-g-MAH增容PBT/Mg(OH)_2阻燃复合体系

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容氢氧化镁(MH)阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合体系。通过母料法的运用大大提高了MH的用量,并考察了乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMG)对复合体系性能的调节作用,通过UL94垂直燃烧和极限氧指数(LOI)测试复合体系的阻燃性能,并用热重分析仪、动态力学分析仪和扫描电镜(SEM)分析PP-g-MAH、EMG对复合体系阻燃性能和力学性能的影响。实验表明,PP-g-MAH的加入显著改善了复合体系的加工性能,并且当PP-g-MAH为4%(质量分数,下同),EMG为2%,MH为50%时,PBT的LOI为36.1%,UL94垂直燃烧通过V-0级,并基本保持了PBT的力学性能。     

MCA协效阻燃EVA/MH和EVA/ATH及其作用机理研究

利用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等测试方法从热分解阶段的机理、燃烧表面炭层形貌等方面对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)在乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)和EVA/氢氧化铝(ATH)体系的协效阻燃机理进行研究。结果表明,在阻燃剂总含量相同的情况下,EVA/MH/MCA体系的UL-94达到V-0级,极限氧指数可达到33.4%,而EVA/ATH/MCA则无法通过UL-94测试;EVA/MH/MCA体系热稳定性更好;EVA/MH/MCA体系形成的炭层结构更加紧密,阻燃性能更好。     

硅烷交联无卤阻燃乙烯-辛烯共聚物的制备与性能

采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机以两步熔融共混法,制备了硅烷接枝交联乙烯-辛烯共聚物(POE)/氢氧化镁(MH)/氢氧化铝(ATH)复合材料。研究了不同硅烷和引发剂接枝交联POE的效率,用万能拉力试验机、热延伸试验仪、极限氧指数仪及热失重分析仪等研究了PP/MH/ATH复合材料的力学、热延伸、热失重和阻燃等性能。结果表明,过氧化二异丙苯引发硅烷接枝交联POE的凝胶含量高于过氧化苯甲酰,硅烷接枝交联POE的难易顺序为乙烯基三甲氧基硅烷乙烯基三乙氧基硅烷3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷;阻燃剂用量一定时,交联阻燃POE的拉伸强度和断裂伸长率都低于非交联阻燃POE,交联阻燃POE的极限氧指数比未交联的高约1%;MH阻燃POE 600℃热分解残炭率高于ATH阻燃的,交联后阻燃POE的质量保留率比交联前高。     

氢氧化铝/氢氧化镁复配提高乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃性能

研究了不同质量比的氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)对乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)燃烧性能的影响,通过极限氧指数测试、垂直燃烧测试、热失重分析和锥形量热测试研究了EVA/ATH/MH复合材料的阻燃性能和热稳定性。结果表明,固定ATH和MH的添加量为60%(质量分数,下同),ATH/MH=2/1(质量比,下同)时,EVA/ATH/MH复合材料的阻燃性能最好,极限氧指数从18.3%提高到34.3%,达到UL 94V-2级别,热释放速率和热释放总量均有明显下降。     

非APP磷氮型阻燃剂在热塑性弹性体中的应用研究

以热塑性弹性体树脂(PE/POE/EVA)为基料,加入自制的非聚磷酸铵(APP)磷-氮型阻燃剂——焦磷酸哌嗪系阻燃剂(FR-1420),研究了阻燃剂对材料的阻燃性能、力学性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,阻燃剂FR-1420含量达到25%时,材料氧指数达27.4%,垂直燃烧等级可达到V-0级;相较纯树脂,阻燃材料韧性保持较好,断裂伸长率可达到550%;TG分析表明,阻燃剂FR-1420的加入可使得材料初始热分解温度提前,残炭量增加,有利于提高材料的阻燃性能。同时比较了传统的氢氧化铝阻燃PE/POE/EVA体系,当氢氧化镁添加量达到65%时,材料垂直燃烧等级才能达到V-0级,但材料的断裂伸长率降低至132.6%,已经失去弹性体材料应有的韧性。     

阻燃聚氨酯弹性体复合材料的制备及性能研究

以次磷酸铝（AHP）和三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）为阻燃剂,采用熔融共混法制备了一系列阻燃聚氨酯弹性体复合材料（FR-TPU）,采用热失重分析、极限氧指数、UL 94 垂直燃烧测试、锥形量热测试、力学性能测试、扫描电子显微镜研究了FR-TPU复合材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能和炭渣形貌。结果表明,AHP与MCA复配可明显提高FR-TPU复合材料的热稳定性、成炭率和阻燃性能;TPU/AHP-MCA20的极限氧指数为30.5 %,并达到UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别下降至436 kW/m2和55.5 MJ/m2,拉伸强度和断裂伸长率分别为25.45 MPa和588.3 %;AHP与MCA复配可明显提高TPU/AHP-MCA20炭渣的致密性,从而有效抑制燃烧区域物质及能量交换,提高复合材料的火灾安全性。     

无卤阻燃增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)阻燃性能研究

采用一种次膦酸金属盐阻燃剂(FRP)对增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)进行阻燃改性。通过垂直燃烧法考察了不同阻燃剂含量下体系的阻燃性,运用极限氧指数仪测试了不同阻燃剂含量下体系的极限氧指数(LOI),并对体系燃烧后的残炭进行扫描电镜分析。结果表明,随着FRP添加量的增加,体系燃烧后的残炭量增加,炭层也变得更加致密,越容易通过UL94阻燃性测试。     

PP/TPU/DiDOPO阻燃复合材料的制备及性能

使用一种桥链9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DiDOPO)的磷杂菲类作为阻燃剂,并用DiDOPO添加到聚丙烯(PP)与热塑性聚氨脂(TPU)的材料中采用熔融共混法制成PP/TPU/DiDOPO阻燃复合材料。通过借助热重分析(TGA)、差热分析(DSC)、力学测试及燃烧性能测试等表征手段,研究在不同配比下,DiDOPO对复合材料相关性能的影响。结果表明,20%的DiDOPO对PP体系的阻燃性能有明显的改善作用,可以使极限氧指数(LOI)提高到23. 8%,试样垂直燃烧(UL94)等级达到V-1级;力学测试结果表明,适量的DiDOPO可以使复合材料的弯曲强度从29. 56 MPa增加到32. 05 MPa;此外复合材料的结晶性能也有一定提高。     

溴化环氧树脂协同三氧化二锑阻燃PBT的性能研究

采用溴化环氧树脂协同不同粒径的三氧化二锑(Sb2O3)复配制备了阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),研究了阻燃PBT的物理力学性能、垂直燃烧性能、阻燃性能和烟气释放情况。结果表明:溴化环氧树脂协同Sb2O3阻燃体系的加入,使得阻燃PBT的熔体流动速率、邵D硬度、弯曲强度和弯曲模量提高,注塑成型收缩率略有增加,维卡软化点略有下降,缺口冲击强度和断裂伸长率明显下降。锥形量热仪的测试结果表明:溴化环氧树脂协同Sb2O3阻燃PBT的燃烧性能显著减低,阻燃级别均可以由UL94HB级提高到UL94V—0级;且Sb2O3粒径越小,阻燃效果越好,当Sb2O3的粒径为0.4μm时,阻燃PBT的综合性能最佳;溴化环氧树脂协同Sb2O3体系在PBT中的阻燃作用明显,但不能抑制烟毒的产生。     

建筑外墙聚苯乙烯泡沫塑料热工及阻燃性能的研究

研究了改性石墨氧化物(GO)作为阻燃剂对建筑外墙聚苯乙烯塑料泡沫(EPSF)热工及阻燃性能的影响。通过扫描电镜(SEM)观察、红外光谱(FTIR)分析、热重(TG)分析对改性GO的性能进行了表征,采用水平-垂直燃烧测试对改性GO添加入EPSF的燃烧行为进行了分析。结果表明:天然鳞片石墨的粒径越小,氧化程度越高,GO的层间距越大;TG分析结果表明,最大分解速率温度随着GO粒径的增大而增大;水平-垂直燃烧测试结果表明,GO-MF改性EPSF的阻燃性能最好,水平燃烧UL94等级为HF-1,垂直燃烧等级UL94为V-0。