阻燃聚苯乙烯/层状无机纳米复合材料的研究进展

综述了阻燃聚苯乙烯(PS)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料、阻燃PS/双氢氧化物(LDH)纳米复合材料、阻燃PS/石墨烯(GO)纳米复合材料的阻燃性能和热稳定性能,利用添加型或反应型阻燃剂制备的上述3种复合材料的阻燃性能和热性能都有大幅度的提高。最后展望了阻燃PS/层状无机纳米复合材料的研究和应用前景。     

茂金属聚乙烯的阻燃改性研究

分别以氢氧化镁和水滑石为阻燃剂,加入到茂金属聚乙烯(MPE)基体中,通过开炼共混、模压成型对MPE进行阻燃改性.研究了氢氧化镁的粒径大小对材料力学和阻燃性能的影响以及氢氧化铁和水滑石在MPE基体中阻燃效果的差异.同时还比较了两种不同醋酸乙烯基(VA)含量的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)对MPE的力学性能的影响.结果表明:氢氧化镁的粒径大小只影响材料的力学性能,几乎与材料的阻燃性能无关.水滑石特有的结构使其具有比氢氧化镁更优越的阻燃性能.EVA的引入能增强MPE的断裂伸长率,经比较EVA2805(VA含量28%)的综合性能优于EVA4055(VA含量40%).     

使用可膨胀石墨与磷氮系阻燃剂协效制备阻燃UHMWPE

采用可膨胀石墨(EG)和磷氮系膨胀型阻燃剂制备阻燃超高分子量聚乙烯(UHMWPE).研究了EG的粒径对其阻燃性能的影响,磷氮系阻燃剂的3个组分聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER),各自与可膨胀石墨复配阻燃时其阻燃效果的差异.使用极限氧指数(LOI)法和UL94防火等级法表征材料的阻燃效果.结果表明:EG的粒径越大,其作为阻燃剂的阻燃效果就越好.EG与APP的复配效果最好,当两者的质量比例为EG∶APP =2∶1时,体系的协效阻燃效果最佳.协效阻燃UHMWPE的力学性能和耐磨性能也比单一使用EG阻燃时得到较大的改善.     

水合氧化铝对EPDM/PP共混物性能的影响

研究水合氧化铝(ATH)的用量和粒径对EPDM／PP共混物阻燃和耐热性能的影响。结果表明，ATH对EPDM／PP共混物有一定的阻燃和消烟作用，且阻燃效果随其用量增大和粒径减小而提高；ATH粒径对共混物阻燃性能的影响随其用量的增大而增大；ATH对共混物主要发挥气相阻燃作用；ATH粒径越小，共混物的最大质量损失速率越小；ATH对共混物的热稳定性影响不大。     

双组分膨胀型防火涂料的阻燃性能研究

研制了一种高固体分双组分膨胀型环氧防火涂料,考察了树脂种类、钛白粉含量、阻燃填料、膨胀体系含量对防火涂料阻燃性能的影响,研究结果表明:(1)双组分环氧防火涂料选用环氧树脂E51与环氧树脂E20搭配使用,辅加氨基树脂起到助发泡的作用,有助于提高膨胀层的膨胀倍率,从而提高耐火极限。(2)添加适宜量的钛白粉可以提高膨胀炭层的强度,起到隔热阻燃的作用。(3)氢氧化铝与三氧化二锑复配,可显著减少发烟量,提高膨胀炭层强度,增强阻燃性能。(4)选用膨胀石墨和三元膨胀体系搭配,形成石墨结构炭和类石墨结构炭两种结构的膨胀炭层协同配合,增强阻燃效果。     

水合氧化铝阻燃EPDM/PP的性能研究

用氧指数测定和力学性能测定方法研究了水合氧化铝 ( ATH)的用量及粒径对共混物性能的影响。结果表明 ATH对 EPDM/ PP有一定的阻燃作用和消烟作用 ,但使其拉伸强度和断裂伸长率降低。随其用量增加和粒径变小 ,阻燃效果提高 ;粒径对阻燃性能的影响随用量增大影响也增大。少量使用 ATH时 ,粒径对拉伸强度影响不大 ,但对断裂伸长率影响明显 ;随用量增大 ,粒径对拉伸强度和断裂伸长率的影响也增大。     

阻燃型鳞片石墨/尼龙6导热复合材料

为了使树脂基导热复合材料兼具优异导热性能和阻燃性能,分别选用RPM/Mg(OH)2、BPS/Sb2O3、HS-PNPAZ/Mg(OH)2作为阻燃剂,鳞片状石墨作为导热填料,PA6作为基体树脂,采用双螺杆挤出机制备了阻燃型鳞片状石墨/PA6导热复合材料。对比了不同阻燃剂体系对复合材料导热和阻燃性能的影响。结果表明,不同阻燃剂对复合材料导热系数的影响较小,复合材料的导热系数主要受鳞片状石墨的影响。当鳞片状石墨含量为40份时,复合材料的导热系数均大于2.0 W/(m·K)。BPS/Sb2O3和HS-PNP-AZ/Mg(OH)2在鳞片状石墨/PA6复合材料中无阻燃效果,不适合用于鳞片状石墨/PA6复合材料体系的阻燃。RPM/Mg(OH)2在鳞片状石墨/PA6导热复合材料中具有优异的阻燃效果,可使复合材料的阻燃性能达到UL 94~1.6 mm V-0级别。     

不同磷酸酯与酚醛树脂复配阻燃ABS的机理讨论

分别采用磷酸三苯酯(TPP)、双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)、异丙基化磷酸三苯酯(IPPP)与酚醛树脂(PF)复配阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。研究了磷酸酯的种类及用量对ABS/PF复合材料阻燃性能的影响,并通过红外光谱、扫描电子显微镜等对阻燃机理进行讨论。结果表明,不同含量时,磷酸酯可以通过物理干扰影响材料的阻燃性;不同种类时,磷酸酯可以通过化学干扰影响材料的阻燃性;同时,化学干扰对物理干扰有较强的催化加速作用。     

聚苯乙烯的无卤阻燃研究

采用正交设计法分析了聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)作为一种混合体系对聚苯乙烯(PS)的阻燃作用。实验表明,酸源、炭源、气源组成的膨胀型阻燃剂有良好的阻燃效果,PER对PS阻燃性能的影响显著。各个因子对材料力学性能和加工性能的影响不同:PER用量是影响拉伸强度、弯曲强度和流动性的主要因素;APP用量是影响无缺口冲击强度的主要因素;MEL用量是影响缺口冲击强度的主要因素。当APP、PER、MEL 的用量分别为30,20,5摩尔份时,阻燃PS获得较好的综合性能。     

无机物浸渍聚苯乙烯泡沫塑料阻燃性能的研究

采用无机水泥填充聚苯乙烯(PS)泡沫,并重点研究了其对PS的阻燃性能的影响。结果表明:MgSO_4和MgO混合后制备的无机阻燃剂不仅可以提高PS泡沫板的阻燃性能,同时还可以作为增强相提高PS泡沫板的压缩强度。当MgSO_4:MgO:H_2O加入质量比为5:5:10时,PS阻燃板能较好地包裹PS颗粒阻燃层,同时还具有较低的导热系数和密度,适合于保温层和楼体建筑外层的应用。     

具有高效阻燃和抑烟性能的聚苯乙烯建筑塑料的制备与性能研究

将氢氧化镁(MH)通过十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性制备了改性氢氧化镁(MMH)阻燃剂,将其与聚苯乙烯(PS)进行混融得到阻燃PS复合板材。对阻燃PS复合板材的微观形貌、力学性能、热稳定性以及阻燃性能进行了分析。结果表明:MMH在PS基体中分散较好,且PS-MMH-3具有最佳的拉伸强度和断裂伸长率,极限氧指数(LOI)相比于纯PS提高44.3%,且燃烧速率较慢,说明PS-MMH-3具有较好的阻燃性能。     

PS/APP/EG/CaCO_3复合材料阻燃炭层形成机理研究

采用聚磷酸铵(APP)、膨胀石墨(EG)、碳酸钙(CaCO3)对聚苯乙烯(PS)进行阻燃改性,得到一种膨胀体积较大、结构稳定、阻隔性较好的PS/APP/EG/CaCO3复合材料阻燃炭层。通过极限氧指数(LOI)测量、UL 94等级判别等方式测定了该复合材料的阻燃性能;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等表征方法,对其化学结构、表面微观形貌等进行分析,探索PS/APP/EG/CaCO3复合材料阻燃炭层的形成机理。结果表明:阻燃炭层的形成是由于CaCO3与APP在高温下形成黏状钙盐,黏结EG形成的膨胀物质所致,钙盐在保证其膨胀倍率的基础上加强了炭层结构的稳定性,使该复合材料的阻燃性能得以提升。     

膨胀阻燃LLDPE/EVA复合材料的制备及其改性

将预先配制好的膨胀阻燃剂[IFR,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/硼酸锌(ZB)]与线性低密度聚乙烯(LLDPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行混和,采用双螺杆挤出机,制备阻燃LLDPE/EVA复合材料。用氧化钙(CaO)、天然石墨(NG)、膨胀石墨(EG)对阻燃LLDPE/EVA复合材料进行改性。结果表明:APP/PER/ZB具有明显的膨胀阻燃作用,同时,发现CaO,NG,EG与IFR有协同作用,提高了膨胀炭层的热稳定性和阻燃效率。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚苯乙烯的研究

将可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配并添加至聚苯乙烯(PS)基体中,制备了PS/EG/APP阻燃复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)测试,以及热重分析(TG)和扫描电镜分析(SEM)对PS/EG/APP阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了检测,并优化了该材料配方。结果表明:复合阻燃剂EG/APP的加入,使得体系的LOI值与热稳定性均明显提高。其中当复合阻燃剂EG/APP的添加量为30 phr,且质量比为3:1时,阻燃体系的LOI值可达到31.8%,而单独添加同量EG或APP的阻燃体系,其LOI值仅为29%和20.8%,这说明EG与APP之间存在协同效应。     

氢氧化镁粒径及偶联剂对PP/Mg(OH)_2复合材料性能的影响

选择两种不同粒径的氢氧化镁[Mg(OH)2]和红磷作为聚丙烯(PP)的阻燃剂;研究了Mg(OH)2粒径、铝酸酯偶联剂以及红磷对PP力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:小粒径阻燃剂比大粒径阻燃剂提高复合材料的阻燃性和力学性能更明显;Mg(OH)2经表面处理后使复合材料的力学性能略有提高;红磷的阻燃效果优于Mg(OH)2。     

可膨胀石墨/碱式硫酸镁晶须阻燃PP的研究

考察了碱式硫酸镁晶须(WS-1)对聚丙烯(PP)阻燃性能、力学性能的影响,着重研究了可膨胀石墨(EG)与WS-1的用量对PP阻燃性能的影响,并通过锥形量热仪(CONE)、热失重分析(TGA)对材料进行了测试和表征。结果表明:EG与WS-1复配对PP具有良好的协同阻燃作用,当EG和WS-1用量分别为7.5%和27.5%时,可以获得氧指数高达31%、释热程度较低的无卤阻燃PP材料。     

氢氧化铝对橡胶型氯化聚乙烯(CM140B)阻燃性能的影响

研究了氢氧化铝对橡胶型氯化聚乙烯CM140B阻燃性能的影响。结果表明，无机阻燃剂氢氧化铝单用时．在胶料中需填充较多份数才能达到一定的阻燃要求，但硫化胶的物理机械性能下降；并用适量的三氧化二锑和氯化石蜡之后，氢氧化铝不需填充很多份数就可以达到较高阻燃要求，同时不会对硫化胶物理机械性能产生较大影响。在实验范围内，阻燃剂粒径大小对阻燃性能影响不大，但硫化胶的物理机械性能随粒径的增大而下降。     

利用不同的PS废塑料制备环保阻燃PS

聚苯乙烯(PS)废电子料、废机壳料以及废阻燃料是市面上三大PS废塑料品种,本文阐述了用这三种废塑料制备环保阻燃PS的方法,分析了各自的优缺点。用PS废阻燃料作为原材料时,适合用氯化聚乙烯(CPE)作为增韧剂,提高材料韧性的同时可以很好地保持阻燃性。用PS电子料和机壳料作为原材料时,添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)增韧,材料韧性提高,阻燃性能下降。     

TPP/EG在软质聚氨酯泡沫中协同阻燃作用的研究

采用磷酸三苯酯(TPP)和可膨胀石墨(EG)进行复配,通过一步法发泡工艺制备了具有阻燃性能的软质聚氨酯泡沫(FPUF)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧和烟密度测试对FPUF的阻燃性能进行研究,探索了TPP与EG之间的协同阻燃作用。结果表明:TPP与EG之间存在一定的协同增强FPUF的阻燃性能。当TPP/EG配比为1/3、复配型阻燃剂用量为30份时,阻燃FPUF的LOI值达到25%。同时,复配型阻燃剂添加到FPUF中还能降低有焰燃烧时间,并起到一定的抑烟作用。     

高抗冲聚苯乙烯的阻燃及增韧研究

采用十溴二苯醚(DBDPO)和三氧化二锑(Sb_2O_3)为阻燃复合体系对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)进行阻燃改性,研究了阻燃复合体系对HIPS共混材料阻燃性能和力学性能的影响.结果发现:当DBDPO与Sb_2O_3的质量比为3:1时,HIPS共混材料的氧指数达到28%,阻燃效果较好,同时力学性能损失较小;加入无机阻燃剂可以抑制HIPS共混材料燃烧,明显降低发烟量;并比较了增韧剂种类和用量对HIPS共混材料阻燃性能和力学性能的影响.