铁系/钼系抑烟剂对环氧膨胀型防火涂料生烟特性影响

通过三氧化二锑与膨胀石墨、膨胀阻燃体系共混制备环氧膨胀型涂料,探究三氧化二锑在无卤膨胀型阻燃涂料中的阻燃效果。在此基础上,向涂料中添加三氧化钼、钼酸铵及二茂铁3种抑烟剂,以此改善涂料的生烟特性。三氧化二锑在无卤膨胀阻燃涂料中有效推迟达到峰值热释放速率的时间,同时降低燃烧过程中的总热释放速率,且添加三氧化钼后,其生烟时间大大缩短,添加二茂铁的样品燃烧前期的生烟水平降低,添加钼酸铵的样品,其后期生烟过程得到很好地控制。     

聚氯乙烯的抑烟

提出了聚氯乙烯（PVC）抑烟的技术途径,概述了PVC用抑烟剂及其简要作用机理。用于PVC的主要抑烟剂有钼化合物、硼化合物、锡化合物和氧化锌一氧化镁配合物等,一般添加量为2-4phr可使PVC的生烟量降低30％以上,且能适度提高材料的阻燃性。     

成膜物对膨胀型防火涂料生烟性能的影响

研究了成膜物对膨胀型防火涂料的生烟性能影响,包括丙烯酸树脂及溶剂型膨胀型防火涂料、丙烯酸乳液及水性膨胀型防火涂料,结合热分析数据和静态生烟数据,将膨胀型防火涂料的DTG曲线进行分峰拟合,推算出分解的成膜物的分解程度及对膨胀型防火涂料的影响。推算出燃烧过程中丙烯酸树脂的分解比例为21.13%,占膨胀型防火涂料的总分解质量的6.67%。已分解丙烯酸树脂对膨胀型防火涂料的总生烟量贡献为34.64%。以同样的方法,分析水性膨胀型防火涂料,丙烯酸乳液分解了17.5%,占水性超薄型防火涂料的总分解质量的3.51%,已分解丙烯酸乳液的生烟量占膨胀型防火涂料总生烟量的13.81%。根据实验数据,溶剂型体系与水性体系的防火涂料在生烟过程和分解过程均有较大区别。     

塑料用抑烟剂及抑烟机理的研究进展

综述和分析了近20年来塑料用抑烟剂及抑烟机理的发展概况，其中也包括了笔者的一些科研成果。主要论述了钼化合物、还原偶联抑烟剂、铁化合物、金属氧化物、镁锌复合物、锡酸锌及其他复合抑烟剂等对PVC、苯乙烯系塑料、不饱和聚酯及聚氨酯泡沫塑料的抑烟机理和抑烟效果。当上述抑烟剂在PVC及苯乙烯系塑料中的用量为2％～4％时，材料的生烟量可下降30％～50％。另外还介绍了一些研发中的新型抑烟剂，如某些二元羧酸、酯类及硅胶等。     

二氧化钛对硅丙乳液防火涂料阻燃抑烟性能的影响

以硅丙乳液为基料,聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为阻燃体系,分别以金红石型及锐钛型二氧化钛为阻燃协效剂和抑烟剂,配制膨胀型防火涂料。通过TGA、大板燃烧试验与建材烟密度仪对其防火性能做了详细表征和分析,并用照片与扫描电镜观察了炭层的宏观与微观形貌。结果表明:金红石型TiO2对防火涂料的阻燃性能影响显著,当APP为150份、PER为68份、MEL为90份、金红石型TiO2为30份时,防火涂料的耐火时间达到73 min;锐钛型TiO2对防火涂料的抑烟性能影响显著,当添加量为60份时,烟密度等级(SDR)达到19.41。     

钼酸铵对硅丙乳液防火涂料阻燃抑烟性能的影响

以硅丙乳液为基料,以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)为阻燃体系,以钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]为阻燃抑烟协效剂,制备了防火涂料。通过大板燃烧法与热重法(TGA)分析了不同钼酸铵含量的防火涂料的热性能,测试了其烟密度。通过扫描电镜和红外光谱对炭层的微观结构进行了表征。结果表明,钼酸铵对硅丙乳液防火涂料的阻燃抑烟性能影响显著,当APP的质量分数为22.6%、PER为10.2%、MEL为13.6%、钼酸铵含量为0.3%时,所制备的防火涂料的耐燃时间达到65min,残炭量23%,产烟量很低,烟密度等级为21.3。     

氧化石墨烯在膨胀型水性防火涂料中阻燃和抑烟作用研究

以水性丙烯酸乳液为成膜物质,钛白粉为颜料,加入不同量氧化石墨烯(GO)纳米粒子作为协效阻燃/抑烟剂配制膨胀型防火涂料,采用大板燃烧法、锥形量热仪和烟密度测试法对其阻燃和抑烟效果进行了研究。结果表明:GO能有效地提高涂料试样的耐燃时间和降低峰值生烟速率(p SPR),当GO添加量为0.025份时(以100份乳液计,下同),试样耐燃时间可以增加59.5%,当添加量为0.125份时试样的p SPR从0.024 m2/s降至0.013 m2/s。结合扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)和红外光谱(FT-IR)等手段对试样炭层的结构形貌进行分析后发现,具有片状结构的氧化石墨烯在涂料受热膨胀过程中会使自身和基体分子链取向,进而在聚合物炭化过程中形成骨架结构增加炭层强度,达到阻燃和抑烟的目的。     

硼酸锌膨胀型防火涂料阻燃抑烟性能的研究

以纯丙乳液为基体,以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系,钛白粉为高温填料,硼酸锌为阻燃抑烟协效剂,制备了钢结构膨胀型防火涂料。通过大板燃烧法与热质量损失分析测试了其热性能,通过建材烟密度箱测试了其烟密度值,用数码照片和扫描电镜观察了炭层的宏观与微观结构。结果表明,硼酸锌的加入提高了钢结构防火涂料的抑烟性能和阻燃性能。当添加18.75份硼酸锌时,烟密度等级仅为10.3,耐燃t为126.3min。     

填料对膨胀型防火涂料抑烟性能影响

在以丙烯酸乳液为成膜物,多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为阻燃体系的膨胀型防火涂料中添加石墨烯、可膨胀石墨和硅藻土作为填料,通过正交试验探究了不同用量的填料对涂料抑烟性能的影响,采用静态烟密度测试仪、锥形量热仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对优化组和无该填料的空白组的抑烟性能和阻燃效果进行了测试,利用扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)分析了炭层的结构和组成。结果表明,填料的加入使炭层更致密,在涂层内部形成泡沫状结构,从而减缓了热量和烟气的释放。当石墨烯、可膨胀石墨和硅藻土的质量分数分别为3%、3%和1%时,所制备的膨胀型防火涂料的抑烟性能最佳。     

基于锥形量热仪试验的生物质基阻燃涂料阻燃抑烟性能评价

为了分析评价茶皂素生物质基环保膨胀阻燃涂料的阻燃抑烟性能,通过锥形量热仪(CONE)试验研究了2种不同方法制备的茶皂素环保膨胀阻燃涂料试样的热释放、烟释放等阻燃产烟性能指标。研究结果表明,反应型茶皂素膨胀阻燃涂料具有优越的阻燃性能,且生烟量少,有效降低火灾的危害程度,但由于膨胀碳层的形成使得燃烧不完全,CO释放量增加;复合型茶皂素膨胀阻燃涂料有一定的阻燃效果,能延迟烟气产生,但烟气和热量释放量较大。     

软聚氯乙烯的阻燃抑烟研究

本文借助氧指数法，差热分析，热重分析研究了Ａｌ（ＯＨ）３，Ｍｇ（ＯＨ）２，Ｓｂ２Ｏ３对软质ＰＶＣ的阻燃作用和锌化合物对软ＰＶＣ的抑烟作用。结果表明，Ｓｂ２Ｏ３对软ＰＶＣ的阻燃效果优于Ａｌ（ＯＨ）３和Ｍｇ（ＯＨ）２的；由Ｓｂ２Ｏ３，ＣａＣＯ３和锌化合物组成的阻燃抑烟体系，对软ＰＶＣ具有良好的阻燃抑烟效果。     

用锥形量热仪研究无卤阻燃HDPE体系的燃烧性

在35kW／m^2热辐照条件下,利用锥形量热仪研究了膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2阻燃高密度聚乙烯(HDPE)体系的燃烧性。结果表明：膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2能明显降低HDPE的热释放速率、总热释放量、最大生烟速率及总烟释放量。与膨胀型阻燃剂单独使用相比,Mg(OH)2与膨胀型阻燃剂复合使用的阻燃效果明显,总烟释放量减少了38％,总热释放量减少了10％,达到了低发炯、高效阻燃的目的。     

氢氧化铝复合阻燃剂对热硫化硅橡胶性能的影响

研究了氢氧化铝、氢氧化铝／三氧化二锑并用、氢氧化铝／三氧化钼并用对热硫化(HTV)硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响；试图在力学性能与阻燃性能之间寻找平衡。结果表明：当100份硅橡胶中氢氧化铝的用量为80份时，硅橡胶的燃烧氧指数(OI值)可达30％，但力学性能却受到严重损害，发烟量为B级；氢氧化铝／三氧化二锑并用时，HTV硅橡胶的性能较理想；当(氢氧化铝 三氧化二锑)用量为50份时，硅橡胶的OI值为31％、拉伸强度为6．3MPa、扯断伸长率为660％、撕裂强度为23．7kN／m、邵尔A硬度为57度，但发烟量为C级；氢氧化铝／三氧化钼并用可使HTV硅橡胶燃烧时的发烟量达到A级，但不能显著提高其阻燃性能，当(氢氧化铝 三氧化钼)用量为96份时，HTV硅橡胶的OI值仅28％，且此时其力学性能受到较大损害。     

纳米α–Fe_2O_3协同膨胀阻燃EP材料的阻燃和抑烟性能

使用原位聚合的方法制备含α–Fe_2O_3的磷酸季戊四醇三聚氰胺盐(PPMS–Fe_2O_3),并对其结构和性能进行表征。利用傅立叶变换红外光谱、热重分析(TG)、锥形量热仪测试和烟密度实验研究PPMS–Fe_2O_3对EP树脂阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:PPMS–Fe_2O_3的阻燃和抑烟效果随纳米α–Fe_2O_3增加呈现先增加后降低的趋势,其中PPMS–5%Fe2O3试样的阻燃及抑烟性能最佳。此外,相同添加量下的PPMS–Fe_2O_3纳米复合材料相比于PPMS与纳米α–Fe_2O_3的物理共混物具有更好的阻燃和抑烟效率。TG分析表明,添加适量的纳米α–Fe_2O_3能显著提高PPMS在EP树脂中的热稳定性和成炭性能,其中PPMS–5%Fe_2O_3阻燃EP树脂的热稳定性和成炭能力最佳。炭层分析表明,α–Fe_2O_3在燃烧过程中能促进形成更多的P—N—C和P—O—C网状交联结构,以增强炭层致密性,进而达到较好的协效阻燃和抑烟作用。     

阻燃、耐香烟灼烧PVC地板配方研究

针对客车用软质PVC地板不耐香烟灼烧的缺点,从Al（OH）3／Mg（OH）3、Sb2O3和硼酸锌的用量3个方面对配方体系进行了研究。结果表明：①最佳配方为PVC,100份;DOP,50份;稳定剂,4份;润滑剂,2．5份,Al（OH）3,80份;Mg（OH）2,40份;Sb2O3,4份;硼酸锌,10份。②未添加硼酸锌时,...     

阻燃抑烟软PVC材料的研究

主要探讨了阻燃抑烟软PVC材料的配方设计，通过改变AJ(OH)3／Mg(OH)3的配比，及包覆红磷、硼酸锌的用量，观察PVC阻燃效果的变化，并综合其力学性能与流动性能的变化情况，最终确定阻燃剂的最佳组合及最佳配比。     

缩合型RTV阻燃有机硅粘接剂的研究

考察了无机阻燃剂Al(OH)3、十溴联苯醚(DBDE)/Sb2O3复合阻燃剂和磷系FR-710阻燃剂对缩合型RTV有机硅粘接剂力学性能及燃烧性的影响。结果表明,当Al(OH)3用量为80份时,有机硅粘接剂的剪切强度和拉伸强度分别达到最大值1.67MPa和2.41MPa,而DBDE/Sb2O3复合阻燃剂和磷系FR-710阻燃剂的加入,使得试样的拉伸强度和剪切强度明显降低。在Al(OH)3用量为80份的基础上,复合阻燃剂和FR-710用量分别为15份、12份时,RTV阻燃有机硅粘接剂的燃烧时间接近2s。     

ZnO与Mg(OH)_2在软PVC中的协同阻燃消烟作用

用热分析的方法研究了ZnO和Mg(OH)2复合阻燃剂对软PVC的协同阻燃消烟作用,考察了经阻燃处理的软PVC从室温到800℃的热降解过程,用Kissinger方程给出了热降解反应的活化能。通过极限氧指数(LOI)、剩炭率、烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD)的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察,探讨了协同体系阻燃抑烟的机理。结果表明:经阻燃处理的样品尤其是加入适量ZnO和Mg(OH)2复合阻燃剂的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率、较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。ZnO的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低,并且使反应的活化能增大,可能属于固相Lewis酸催化机理。     

家电用低烟阻燃PS专用料的研制

采用HIPS 860为基础树脂 ,通过添加Al(OH) 3 、Sb2 O3 /DBDPO复合阻燃剂 ,用SBS作增韧剂 ,制得了家电用低烟阻燃PS专用料 ,并探讨了复合阻燃剂、增韧剂的含量对体系阻燃性、消烟性及力学性能的影响。     

低烟低卤聚氯乙烯电缆料的研制

主要探讨了阻燃低烟低卤聚氯乙烯 (PVC)电缆料的配方设计 ,通过改变氢氧化铝 [Al(OH ) 3]、三氧化二锑 (Sb2 O3)、硼酸锌( 2ZnO·3B2 O3·5H2 O)等的用量 ,观察PVC电缆料的阻燃效果和发烟量的变化 ,并综合其力学性能和电性能的变化情况 ,最终确定阻燃剂的最佳组合及最佳配比