无卤阻燃改性PET复合材料的阻燃与热力学性能

通过熔融共混法制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/纳米三聚氰胺氰尿酸盐(nano-MCA)和PET/密胺焦磷酸盐(MPP)硼酸锌(ZB)两个体系的无卤阻燃复合材料,研究了nano-MCA的添加量、MPP/ZB的复配比例对PET复合材料的热稳定性、力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,两个体系阻燃剂均不同程度上损害了PET基体的力学性能,且能使分解提前开始并降低分解速率,发挥气相和凝聚相阻燃作用,使得复合材料氧指数升高,热量和烟气释放总量降低,并促进形成隔热炭层。nano-MCA因粒径更小分布较均匀,损害程度较小。而MPP/ZB由于热分解温度较低、分解速率较小且热量降低幅度大、形成的炭层紧密可抗熔滴,稳定性和阻燃性能优于nano-MCA。此外,MPP/ZB复配比例为10∶30的热释放总量(25.6 MJ/m~2)、火灾生长指数[1.64 kW/(m~2·s)]、产烟量(1.5 m~2)最低,残炭率(45.7%)最高,UL94测试达到V-1级,阻燃效果最好。综合比较三种性能,PET/MPP/ZB协同阻燃体系较为理想。     

PP/MPP/PEPA的制备及其热降解性能研究

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的膨胀阻燃聚丙烯(PP),研究了各组分质量比对PP阻燃性和热降解性能的影响.结果表明:MPP与PEPA质量比为3:2时,阻燃复配效果最好;且添加阻燃剂质量分数为20%时,极限氧指数达到27%,UL达到Ⅴ-0级;热失重分析结果表明,MPP/PEPA可以延缓PP的分解;利用Kissinger法求取了材料的活化能,发现添加阻燃剂后,材料的活化能提高;残留物的红外光谱分析结果表明,MPP复配PEPA后,保留了更多的PP特征峰;体视显微镜和扫描电镜分析表明,添加阻燃剂后,材料形成了膨胀炭层,提高了 PP阻燃性能.     

MPP/PEPA阻燃PP的制备及其性能研究

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP.研究了各组分质量比及用量对PP阻燃性能的影响.结果表明:MPP/PEPA质量比为3∶2.且总量为20%时,可以制备氧指数为27%的阻燃PP,垂直燃烧等级为V-O.TGA结果表明:MPP/PEPA的复配可以延缓PP的分解,且提高成炭率.     

烷基次膦酸盐在PET材料中的阻燃性能

以二乙基次膦酸铝(ADP)和二乙基次膦酸锌(ZDP)复配为阻燃剂制备了PET阻燃材料,通过极限氧指数测试(LOI)和垂直燃烧测试(UL-94)分析了材料的阻燃性能。通过热重分析测试(TGA)探讨了材料的热降解行为及其成炭性能。采用锥形量热测试(CONE)研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行了表征。结果表明:用ADP和ZDP复配制备的PET阻燃材料能显著提高其阻燃性能。当阻燃剂含量为12%,即ADP与ZDP的质量配比为8∶4时,PET阻燃材料的LOI可达37.2%,且能通过UL-94 V-0级,此时材料的燃烧滴落物炭化程度高,燃烧时热释放速率低。     

新型膨胀阻燃聚丙烯结构与性能研究

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的膨胀阻燃聚丙烯(PP).研究了MPP/PEPA质量比和Cr2O3用量对PP阻燃和力学性能的影响.结果表明,MPP/PEPA质量比为3:2时,复配效果最好;添加少量的Cr2O3即可显著提高材料的阻燃性能.当MPP,PEPA,Cr2O3添加质量分数分别为12%,8%和2%时,阻燃PP的氧指数高达31.5%,且具有较好的力学性能.热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)和Kissinger动力学分析表明添加Cr2O3可催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进材料成炭,减缓材料的热降解速率,提高材料隔热、隔氧能力.     

不同无卤阻燃剂对PPO/HIPS合金性能影响研究

制备了不同质量比的聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯(PPO/HIPS)合金材料,PPO/HIPS质量比为60∶40时合金的综合性能最佳。研究了不同无卤阻燃剂三苯基氧化膦(PX220)、PX220/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及红磷阻燃剂(RPM650)对PPO/HIPS合金材料阻燃性能、力学性能及热性能的影响。结果表明:在添加相同质量阻燃剂的情况下,PX220/MPP复配阻燃剂可使PPO/HIPS合金材料具有较高的负荷变形温度和熔体质量流动速率,以及优异的阻燃性能和力学性能;无卤阻燃剂的加入使PPO/HIPS合金的初始分解温度降低,最大热失重速率峰值向低温区移动。     

无卤复配阻燃剂对有机黏土/埃洛石/天然橡胶复合材料性能的影响

将氨基磺酸胍（GAS）和磷酸三聚氰胺（MPP）进行复配作为阻燃剂制备有机黏土（OC）/埃洛石（HNTs）/天然橡胶复合材料,通过力学性能测试、扫描电子显微镜、极限氧指数（LOI）及热重分析研究了OC、HNTs、复配阻燃剂及其用量对复合材料力学性能和阻燃性能的影响规律。结果表明,当OC和HNTs并用时可同时提高复合材料的力学性能和阻燃性能;随着GAS/MPP复配阻燃剂用量的增加,复合材料的LOI和残炭量增加,最大热分解速率和力学性能下降,分散相态变差;在无卤复配阻燃体系中,阻燃剂总加入量为20份（质量）时可最大限度保持复合材料的力学性能和阻燃性能。     

TiO2对MPP／PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚丙烯(PP).研究了MPP/PEPA质量比和TiO2添加量对PP阻燃性能的影响.结果表明:MPP/PEPA质量比为3∶2时,复配效果好;添加少量的TiO2可以显著提高PP的阻燃性能.当MPP/PEPA/TiO2添加质量分数分别为12%,8%和1%时,阻燃PP的氧指数高达31.5%.热失重分析结果表明:添加TiO2可以起催化MPP/PEPA酯化,促进成炭的作用.扫描电镜形貌观察表明,TiO2可以起到稳定炭层,增加炭层厚度作用.     

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。     

MnO2对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂以及MnO2为阻燃增效剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃聚丙烯(PP),研究了MnO2用量对PP阻燃和力学性能的影响.结果表明,添加少量的MnO2即可显著提高材料的阻燃性能;当MPP,PEPA,MnO2添加质量分数分别为12%,8%和2%时,材料的氧指数(LOI)高达32.0%,并具有较好的力学性能.Kissinger动力学分析结果表明,添加MnO2可以催化MPP/PEPA问的酯化反应,改变材料的热降解途径.扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)表明,MnO2可以起到稳定炭层,促进成炭、增加炭层厚度作用.     

AlPi和PPBBA复配阻燃PET的燃烧性能

采用二乙基次膦酸铝(Al Pi)和聚丙烯酸五溴卞酯(PPBBA)复配,提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的阻燃性能。测定了阻燃PET的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧性能、热失重分析、动态流变性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)观测了燃烧炭层的形貌。结果表明,Al Pi∶PPBBA分别以5∶5和10∶5复配,添加量分别为10%和15%时,LOI达到28.0%和33.3%,垂直燃烧测试均达到V–0级。复配阻燃体系的加入促进了PET的提前分解,阻燃剂主要在气相发挥阻燃作用,同时有利于成炭。当添加15%复配阻燃剂时,相比于纯PET,阻燃PET的最大分解速率降低21.2%,残炭率提高97.6%,提高了阻燃PET在高温下的热稳定性。在角频率为1 rad/s条件下,当添加10%和15%复配阻燃剂时,体系的复数黏度由39.4 Pa·s分别提高到296 Pa·s和1 970 Pa·s,具有较高的抗熔滴性能。烧结后的残留物高倍膨胀,炭层致密连续。     

ADP/MPP对EVA阻燃性的影响

研究了不同配比二乙基次膦酸铝(ADP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的膨胀阻燃剂(IFR)对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃性能的影响。结果表明:ADP/MPP对EVA阻燃性影响很大,当IFR质量分数达到40%、ADP与MPP质量比2/1时,阻燃EVA体系阻燃效果最好,极限氧指数达30%,UL-94达到V-0级。研究了阻燃EVA体系的热分解特性,同时使用扫描电镜和拉曼光谱对材料燃烧后的残渣膨胀层进行了表征。结果表明,当IFR质量分数达到40%、ADP与MPP的质量比为2/1时,残炭量达18%,形成的炭层具有好的隔热、隔氧效果。     

二乙基次膦酸铝/三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃三元乙丙橡胶的性能

采用二乙基次膦酸铝(ADP)与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了EPDM阻燃材料,研究了ADP/MPP填充量及配比对EPDM燃烧性能及力学性能的影响。结果表明,ADP与MPP复配使用,可提高EPDM的阻燃性能,二者具有协同作用;当二者总添加量为30份、质量比为2∶1时,材料的极限氧指数可达到36%,最大热释放速率下降50.2%,总释放热降低25.9%,总生烟量降低22.3%,且EPDM的力学性能能够满足使用要求,拉伸强度为19.5 MPa,扯断伸长率为427%,邵尔A硬度为78,300%定伸应力为10.3 MPa。     

改性Mg(OH)_2的制备及其在PA66中的应用

采用等量比的聚乙二醇-400/十二烷基硫酸钠(PEG-400/SDS)作为复合改性剂,以硝酸镁和氢氧化钠为原料,制备了改性Mg(OH)_2。将改性Mg(OH)_2与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配应用于聚酰胺66(PA66)中,研究了复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明:复配阻燃剂提高了PA66的阻燃性能,且对PA66的力学性能影响较小。     

反应型磷氮阻燃剂/可膨胀石墨复配阻燃聚氨酯泡沫

将反应型阻燃剂六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈(HPHPCP)和可膨胀石墨(EG)复配,制备了阻燃聚氨酯泡沫,详细研究了复配阻燃剂对聚氨酯泡沫的物理力学性能、热稳定性以及阻燃性能的影响。结果表明,阻燃聚氨酯泡沫的密度和热导率随着复配阻燃剂中EG含量的增加而升高;压缩强度随着EG含量的增加呈现先增加后降低的趋势。热失重表明复配阻燃剂大大提高了聚氨酯泡沫的热稳定性。聚氨酯泡沫的初始分解温度(T_10%)从212.9℃,分别提高到222.0、231.2和243.2℃;700℃残炭量从7.6%分别提高到26.3%、31.6%和37.9%。聚氨酯泡沫的阻燃性能随着复配阻燃剂中EG含量的增加而提高。阻燃聚氨酯泡沫的极限氧指数从19%提高到29%,均能通过UL-94水平燃烧HF-1等级和垂直燃烧V-0等级。     

无卤阻燃抗静电PA6/GF复合材料的研制

以尼龙6/玻璃纤维(PA6/GF)为基体材料,加入抗静电剂、无卤阻燃剂二乙基次膦酸铝(ADP)制备了矿用PA6/GF复合材料,考察了复合材料的抗静电性能和阻燃性能,以及ADP加入对复合材料抗静电性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,抗静电剂163及抗静电剂190的加入能提高PA6/GF复合材料的抗静电性能,当两者复配使用且质量比为1∶2时,材料表面电阻率降低至9.7×107Ω;阻燃剂ADP的加入能提高抗静电PA6/GF复合材料的阻燃性能,当阻燃剂质量分数达到15%时,复合材料阻燃等级达到UL94 V–0级;此外,无卤阻燃抗静电PA6/GF复合材料的综合性能优异,复合材料的抗静电性能、力学性能以及热稳定性能均能保持较好水平。     

无卤阻燃剂三聚氰胺多聚磷酸盐的性能及应用

用磷酸处理三聚氰胺，再经聚合制得了一种新型无卤阻燃剂三聚氰胺多聚磷酸盐(MPP)，对MPP进行了红外光谱分析和热失重分析。用MPP来阻燃不同粘度的尼龙66，其阻燃性能均可达UL94V—0级；将MPP与季戊四醇笼状磷酸酯复配用来阻燃PP，阻燃级别可达V—0级，与国内外不同膨胀型阻燃剂进行了比较。     

膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料

采用密胺包覆聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）对不饱和树脂（UP）进行改性,研究了APP、PER和MEL不同复配比例及用量对不饱和树脂基复合材料阻燃性能和力学性能的影响。基于IFR最佳用量,以二乙基次磷酸铝（ADP）为协效剂,研究了ADP用量对IFR/UP阻燃复合材料阻燃性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明,当APP∶PER∶MEL复配比例为4∶1∶1,IFR添加量为15 %（质量分数,下同）时,复合材料综合性能最佳,其极限氧指数为27.4 %,UL 94垂直燃烧达到V?1等级,弯曲强度和冲击韧性分别为100.3 MPa和6.3 kJ/m²;ADP的引入能够进一步提高IFR/UP复合材料阻燃性能,且随着ADP质量分数的增加而增强;当ADP质量分数为2 %时,IFR?ADP/UP复合材料极限氧指数为28.5 %并达到V?0阻燃等级,弯曲强度和冲击韧性分别为110 MPa和7.8 kJ/m²,与IFR/UP复合材料相比,分别提高了9.7 %和23.8 %;ADP能够促进IFR/UP复合材料表面成炭,缓解基体的热降解。     

磷氮阻燃剂/协效剂对PA9T的阻燃性、热稳定性的影响

探究二乙基次磷酸铝(ADP)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及不同协效剂(勃姆石、无水硼酸锌(ZnB)、锡酸锌、三氧化钼)对PA9T阻燃性能的影响,且定量分析阻燃体系的分散性,同时分析阻燃体系的阻燃机理。结果表明:当m(ADP)∶m(MPP)=2∶1,PA9T/ADP/MPP的LOI值为38.5%,UL-94达到V-0级,阻燃效果最佳。PA9T/13.3%ADP/6.7%MPP的实际残炭率高于理论残炭率,表明ADP/MPP的引入促使PA9T在凝聚相交联成炭。协效剂对PA9T阻燃性能的影响程度排序为:ZnB>三氧化钼>锡酸锌>勃姆石。PA9T/FR/ZnB复合材料的烟气释放最低,燃烧后碳氢化合物的释放量显著降低,CO₂释放量提高。复合材料燃烧后形成连续、致密的炭层,且炭层中存在磷酸类物质、碳氧化物及铝氧化物等,具有典型的凝聚相阻燃机理。     

无卤阻燃改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及性能

通过氮磷系阻燃剂复配方式,以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为主阻燃剂,二乙基次膦酸铝(ADP)为协效阻燃剂,六方氮化硼(h-BN)为杂化改性剂,白油为溶剂,制备了无卤阻燃超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维。首先对阻燃剂粉体进行干燥、表面处理,然后与白油共混,经过超声波液相分散、研磨机高速研磨,得到无卤阻燃浆料。将此阻燃浆料分散到PE-UHMW纺丝原液中,经双螺杆挤出机挤出得到冻胶丝,冻胶丝经过溶剂萃取、干燥、热牵伸,最终得到阻燃PE-UHMW纤维,对纤维的阻燃性能和力学性能进行表征。结果表明,通过研磨机的反复研磨,可将粉体粒径降低到百纳米级别,更易于在PE-UHMW溶胀液中分散,且极大地提升了阻燃纤维的可纺性;杂化改性剂提升了复配阻燃剂的阻燃性和材料的阻燃等级,当h-BN质量分数为4%时,阻燃剂质量分数可以到20%,PE-UHMW纤维的极限氧指数值达到27.5%,材料阻燃等级达到V-0级;通过一系列改性手段,可使PE-UHMW纤维在添加大量的阻燃粉体后,仍能保持良好的可纺性,且改性对纤维力学性能影响较小,拓宽了PE-UHMW纤维的应用领域,提升其使用价值。