EG阻燃热固性聚苯乙烯泡沫保温板的性能

以可发性聚苯乙烯(EPS)为基材,利用酚醛树脂(PF)作为包覆剂,可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂,利用包覆法,制备了一种无卤环保、阻燃性能好、力学性能优良的热固性PS外墙泡沫保温板。研究了PF与EG对EPS保温板阻燃及力学性能的影响,探究了阻燃机理。结果表明,使用PF作为包覆剂制得的EPS/PF泡沫保温板力学性能尤其是压缩强度明显提高,当PF用量为90份时,LOI值可由18%提升至27.9%;阻燃剂EG的加入,使得保温板的阻燃性能及压缩性能进一步提高,当添加4份的EG时,保温板的压缩强度最高,LOI值达到了29.4%,垂直燃烧等级达到V–0级,残炭率由纯EPS的10%提高到50%。     

MG-MUF包覆阻燃EPS泡沫及力学性能研究

采用经Hummers法制成的改性石墨(MG)为阻燃成分,让其与经聚乙烯醇改性的脲醛树脂(MUF)进行原位插层聚合,得到的MG-MUF作为可发性聚苯乙烯(EPS)的包覆阻燃剂。选用最佳预发泡工艺处理的EPS珠粒为芯材,包覆剂在一定含量的复合型固化剂作用下与EPS珠粒共混,经热蒸汽膨胀模压成型。对包覆样板进行阻燃性能、保温性能和力学性能测试。结果表明,阻燃剂MG含量为20 %、包覆比为3：1的样板的极限氧指数为30.5 %,而其水平燃烧等级达HF1级,综合性能较好。     

阻燃聚苯乙烯板的力学性能

以阻燃涂料对可发性聚苯乙烯板(EPS)进行内部包覆和外部涂刷,制备阻燃EPS板。对涂覆涂料的阻燃EPS板进行抗弯压缩、高低温尺寸稳定性以及吸水率的测试结果表明,在阻燃EPS板极限氧指数达34.7%、垂直燃烧达UL94 V–0级及水平燃烧达HF–1级标准时,其力学性能及其它性能均能达到国家要求的保温材料标准,由此表明,阻燃涂料在改善EPS板的阻燃性能的同时,也能保证阻燃EPS板的力学性能。     

氧化石墨-酚醛树脂包覆阻燃可发性聚苯乙烯

将石墨进行氧化处理得到氧化石墨(GO),采用GO与酚醛树脂(PF)进行原位插层聚合,得到体系均一稳定含氧化石墨的酚醛树脂(GP)。将GP作为阻燃型包覆剂包覆在预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)表面,得到阻燃性EPS保温板,并对材料的阻燃性能、保温性能及力学性能等进行测试。结果表明,GP能明显提高EPS的阻燃性能,但在GP或GO用量较多时,材料的保温性能和力学性能均有所下降。     

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。     

新型改性可膨胀石墨阻燃ABS复合材料的燃烧行为和力学性能研究

通过一锅法原位合成了SiO_2纳米粒子改性可膨胀石墨,与未被改性的可膨胀石墨(EG)相比,改性可膨胀石墨(MEG)仍然保留了其片层状结构,石墨片层表面附集了大量的SiO_2纳米粒子。将MEG应用于阻燃ABS,通过垂直燃烧测试(UL 94)、极限氧指数测试(LOI)和力学性能测试研究了MEG对ABS阻燃材料的燃烧特性和力学性能的影响。结果表明,当MEG的质量分数为20%时,ABS/MEG20阻燃复合材料的UL 94水平达V-0级,LOI值达到25.2%,而与此作为对比的ABS/EG20阻燃复合材料持续燃烧,未能通过UL 94测试。增韧剂的添加较大幅度地提高了阻燃ABS复合材料的力学韧性,当增韧剂的质量分数为4%时,ABS/MEG20的力学冲击冲击强度由增韧前的6.0 k J/m~2提高到12.7 k J/m~2,另一方面,复合材料仍保持其优异的阻燃性能;与纯ABS材料相比,阻燃ABS复合材料高温时的热稳定性提高,高温时的残炭量增加。     

八溴二苯乙烷及EG对长玻纤增强PP性能的影响

以八溴二苯乙烷(ODOPE)或十溴二苯乙烷(DBDPE)及三氧化二锑(Sb2O3)为阻燃剂,采用熔体浸渍工艺制备阻燃长玻璃纤维增强PP(LGFPP),研究了这两种溴系阻燃剂对阻燃LGFPP的阻燃性能和物理力学性能的影响,并研究了可膨胀石墨(EG)在ODOPE阻燃LGFPP的中的协效效果。结果表明,ODOPE对于LGFPP的阻燃效率高于相同含量下的DBDPE,添加质量分数为14%的ODOPE的阻燃LGFPP垂直燃烧等级为V–0级,极限氧指数(LOI)为23.6%。扫描电子显微镜分析表明,ODOPE均匀分散于阻燃LGFPP树脂基体中,而DBDPE在基体中团聚明显。ODOPE阻燃LGFPP的熔体流动速率(MFR)、拉伸强度、弯曲强度及悬臂梁缺口冲击强度均高于DBDPE阻燃的LGFPP,且其MFR随着ODOPE含量的增加而提高。EG可以略微提升ODOPE阻燃LGFPP的LOI,含3%EG的ODOPE阻燃LGFPP的LOI最高,为24.7%,垂直燃烧等级为V–0级。EG与ODOPE–Sb2O3体系的协效阻燃效果较低,且降低了LGFPP的MFR和力学性能。     

尼龙基MCA母粒的制备及其在阻燃尼龙的应用

针对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)粉体对尼龙(PA)进行阻燃改性时,MCA分散性差,材料阻燃性能不稳定的问题,运用特殊的包覆工艺成功制得了PA基MCA母粒。将制得的MCA母粒及MCA粉体分别与PA6或PA66共混挤出,制得阻燃PA材料。对比分析了MCA母粒及MCA粉体阻燃PA6或PA66的垂直燃烧性能和力学性能。结果表明,与MCA粉体相比,MCA母粒可在MCA含量较低的情况下使厚度为0.8 mm及1.6 mm的阻燃PA6或PA66试样的垂直燃烧等级达到V–0级。MCA母粒及粉体对阻燃PA6的弯曲强度和PA66的拉伸强度影响很小,MCA母粒阻燃PA6的拉伸强度较粉体阻燃的高,而阻燃PA66的弯曲强度低;MCA母粒使阻燃PA的缺口冲击强度降低,而MCA粉体对PA的缺口冲击强度影响较小,当MCA含量较低时,MCA母粒阻燃PA的缺口冲击强度明显高于MCA粉体阻燃的PA。制备的MCA阻燃母粒对PA的阻燃效果不受黑色母料的影响,且具有较好的阻燃稳定性。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

聚苯乙烯阻燃复合材料的制备及性能

以聚苯乙烯(PS)接枝的改性氧化石墨烯[(GO–KH570)-g-PS)]、聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,添加到PS中制备阻燃复合材料。对阻燃复合材料进行扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、熔体流动速率(MFR)测试。结果表明,(GO–KH570)-g-PS与PS有较好的相容性,在添加量较低时其阻燃作用显著且能明显改善阻燃剂与聚合物相容性差的问题,(GO–KH570)-g-PS不仅具有阻燃作用而且具有增容作用。当(GO–KH570)-g-PS质量分数为7.5%,APP质量分数为2.5%时,阻燃复合材料的LOI可达到27.8%,垂直燃烧等级达到V–1级别,在700℃时的残炭率达9.30%,在250℃时的MFR为31.27 g/(10 min),并且阻燃复合材料力学性能得到改善,其缺口冲击强度为2.71 k J/m2,拉伸强度为34.643 MPa。     

磷–氮膨胀型阻燃剂复配协同阻燃聚甲醛的研究

采用磷–氮复配膨胀型阻燃剂(50A)与酚醛树脂(PF)进行复配,研究了不同配比对聚甲醛(POM)的阻燃性能和力学性能的影响。通过垂直燃烧试验、极限氧指数法、热重分析研究了复配阻燃剂对POM的阻燃作用,并对阻燃POM材料燃烧后的残炭进行红外分析。结果表明,采用50A/PF复配的阻燃POM材料的垂直燃烧级别达到UL94 V–1级,极限氧指数可达26.7%;热重分析显示,阻燃POM材料在800℃时的残炭率显著提高;红外光谱分析证实了50A与PF在POM中有良好的协效阻燃作用。     

酚醛泡沫塑料改性研究进展

从填充改性、增韧改性、发泡助剂的种类、用量以及阻燃改性等方面综述了酚醛(PF)泡沫塑料的改性研究进展。指出改性剂的种类和用量、改性方法以及改性材料与PF间的相容性等问题都是影响PF泡沫塑料性能提高的主要因素。通过改性可改善PF泡沫塑料的力学性能、热性能、阻燃性能等,使其在航空航天、航海、电子、建筑、包装等领域得到广泛应用。     

可膨胀石墨对聚氨酯半硬质泡沫性能的影响

采用一步法制备了不同含量可膨胀石墨(EG)阻燃聚氨酯半硬质泡沫塑料(PUF)。通过扫描电子显微镜观察了纯PUF和EG改性PUF的泡孔结构、EG粒子在泡沫内的分布状态和泡沫燃烧后泡孔和炭层形貌。结果表明,添加EG粒子后,EG粒子附着在泡孔表面,泡孔形貌改变;燃烧后,纯PUF泡孔严重炭化变形,添加EG粒子的泡沫表面覆盖一层浓密的"蠕虫状"石墨炭层。采用垂直–水平燃烧试验和极限氧指数(LOI)试验对PUF的阻燃性能进行了测试。试验结果表明,随着EG用量的增加,PUF的阻燃性能增强,EG添加量为12%时,水平阻燃等级达到HF–1级,LOI达到23.9%,有较好的阻燃效果。     

S–N–P阻燃剂对聚碳酸酯性能影响研究

采用S–N–P阻燃剂通过熔融共混法制备了阻燃聚碳酸酯(PC)材料,通过极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧仪、万能电子试验机、冲击试验机和热重(TG)分析仪分别研究了阻燃PC的阻燃性能、力学性能和热性能。结果表明,S–N–P阻燃剂能显著提高PC的阻燃性能,当其质量分数为0.1%时,阻燃PC的LOI值达到35.5%,与纯PC相比提高了43.15%,能通过UL 94 V–0等级,同时拉伸强度相比纯PC提高了17.35%,弯曲强度提高了36.7%,断裂伸长率提高了121.6%,缺口冲击强度仅降低了7.63%;TG分析表明S–N–P阻燃剂能加速PC降解,从而加速炭层的形成起到阻燃作用。     

PF泡沫塑料对PF/EPS复合泡沫塑料性能的影响

研究出一种具有较好稳定性、保温性能、力学性能和阻燃性能的酚醛树脂(PF)/可发性聚苯乙烯(EPS)复合泡沫塑料。在PF泡沫塑料颗粒基体中加入EPS发泡颗粒,充分混合固化,使PF泡沫塑料颗粒与EPS发泡颗粒紧密结合,EPS发泡颗粒被PF泡沫塑料颗粒包围并相互隔离,再用模具发泡成型得到该复合泡沫塑料。实验结果表明,PF的含量越高,稳定性、力学性能和阻燃性能越好,保温性能呈现先升高后下降的趋势,当PF的含量为80%时,PF/EPS复合泡沫塑料的表观密度为38.4 kg/m3,热导率为0.024 W/(m·K),弯曲强度为0.134 k Pa,压缩强度为323 k Pa,极限氧指数为47.9%,烟密度等级小于15,热释放速率峰值小于250 k W/m2,综合性能最好。     

大分子溴系复合阻燃剂对PS和发泡PS的阻燃改性

将大分子溴系阻燃剂(FR–122P)与溴化环氧树脂(2200HM)组成的复合阻燃剂应用于聚苯乙烯(PS)复合材料和发泡PS中,研究了复合阻燃剂的配比和含量对PS复合材料阻燃性能以及复合阻燃剂含量对发泡PS泡孔结构和阻燃性能的影响,采用热重分析、扫描电子显微镜观察、极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧(UL–94)和水平燃烧试验等手段进行了表征。结果表明,当FR–122P与2200HM质量比为4∶1、总添加量为25%时,PS复合材料的LOI可达25.8%,并可通过UL–94 V–0等级;当复合阻燃剂的添加量为40%时,可得到泡孔尺寸较小、泡孔密度较大、膨胀倍率较高的发泡PS复合材料,且其可通过泡沫水平燃烧的HF–2等级。大分子溴系阻燃剂与溴化环氧树脂的复合阻燃剂对PS和发泡PS复合材料具有较好的阻燃效果。     

Mg(OH)_2阻燃热塑性聚烯烃弹性体的研究

采用5种表面处理剂对氢氧化镁(Mg(OH)2)进行表面改性,并以热塑性聚烯烃弹性体(TPO)为基体树脂,制备了TPO/Mg(OH)2阻燃材料。通过氧指数(OI)、垂直燃烧和拉伸性能测试,研究了表面处理剂的种类、Mg(OH)2用量和粒径等对TPO/Mg(OH)2阻燃材料燃烧性能和力学性能的影响。OI测试结果表明,钛酸酯改性的粒径为2μm的Mg(OH)2使体系的OI达27.8%;改性Mg(OH)2用量为70份时成为难燃材料。垂直燃烧测试结果表明,100份改性Mg(OH)2使材料的燃烧等级达到FV-0级,无法引燃。力学性能测试结果表明,钛酸酯改性的粒径为2μm的Mg(OH)2使材料保持较高的应变;70份的Mg(OH)2使阻燃材料的拉伸屈服应力和拉伸断裂应力达到最大值。     

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。     

木质素基PF泡沫的发泡工艺与性能

利用低廉的木质素部分取代苯酚制备木质素基酚醛树脂(PF)泡沫,采用正交试验对木质素基PF发泡工艺进行了研究,研究了表面活性剂(吐温–80)用量、发泡剂(正戊烷)用量、发泡温度三个因素对木质素基PF泡沫性能的影响,从而优化发泡工艺。实验结果表明,对木质素基PF泡沫的极限氧指数(LOI)和导热系数影响最大的是发泡温度,而对于压缩强度影响最大的是表面活性剂用量。木质素基PF泡沫的最佳发泡工艺为:表面活性剂(吐温–80)用量为8%、发泡剂(正戊烷)用量为12%,发泡温度为90℃,所得泡沫具有较好的热稳定性,其LOI为39%,压缩强度为0.32 MPa,导热系数为0.025 W/(m·K)。     

芳磺酸盐与BDP协同阻燃聚碳酸酯的性能研究

以芳磺酸盐(KTS)与双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)作为复配体系,制备了阻燃聚碳酸酯(PC)复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、热失重分析(TGA)、力学性能测试实验研究了复配阻燃剂对PC阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:当KTS、BDP用量分别为0.1%和12.5%时,体系的LOI达到最大值37.5%,垂直燃烧等级为UL 94V-0级;KTS与BDP复配使用后,对PC有良好的协同阻燃作用,有利于提高材料的热稳定性,同时提高了阻燃PC复合材料的成炭能力,改善了残炭质量。