聚磷酸铵/三聚氰胺/聚氨酯复合阻燃聚甲醛的研究

采用聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(ME)/聚氨酯(TPU)制成复合阻燃剂阻燃聚甲醛。研究了复合阻燃剂配比及用量对聚甲醛性能的影响。通过扫描电镜分析阻燃剂粒子均匀分散于分散相聚氨酯中,改善了POM的力学性能。由于TPU自身成炭作用,可进一步提高聚甲醛的阻燃性能,当阻燃剂用量为40份时,冲击强度可达4.84KJ/m2,氧指数为27%。热失重分析结果表明阻燃剂的加入使得POM分解温度提前,残炭量提高。     

无卤阻燃剂在阻燃ABS制备中的应用

采用不同类型和不同用量的无卤阻燃剂与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）熔融挤出制得无卤阻燃ABS。考察了阻燃剂的种类和用量对ABS阻燃效果的影响。对研制的无卤阻燃ABS进行了氧指数的测试。结果表明：微胶囊红磷／Mg（OH）2组成的复合阻燃剂质量分数20．0％时，复合材料ABS阻燃效果达到V-0级。     

纳米Mg(OH)_2-微胶囊红磷/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物阻燃复合材料的性能

以微米Mg(OH)_2(mMg(OH)_2)、纳米Mg(OH)_2(nMg(OH)_2)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为聚合物基体,通过熔融共混方法制备了一系列不同阻燃剂含量的Mg(OH)_2-MRP/EVA阻燃复合材料,采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热分析、热分析、SEM、拉伸试验、流变学分析等方法研究了复合材料的阻燃、力学和加工性能。结果表明,Mg(OH)_2阻燃剂用量相同时,nMg(OH)_2/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能比mMg(OH)_2/EVA复合材料更好,但当Mg(OH)_2用量小于60wt%时,nMg(OH)_2/EVA和mMg(OH)_2/EVA复合材料的垂直燃烧等级都达不到V-0级。Mg(OH)_2本身的阻燃效率较低,nMg(OH)_2和MRP对EVA有非常显著的协同阻燃作用,二者掺杂比例适当时可大幅度降低Mg(OH)_2的用量。与nMg(OH)_2/EVA复合材料相比,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料燃烧时能够生成连续致密的炭层,覆盖在材料表面形成防火屏障,提高其阻燃性能。nMg(OH)_2的热分解反应对nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的燃烧性能有极其重要的影响。当nMg(OH)_2热分解后再加入到MRP/EVA体系中时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能均急剧降低。当nMg(OH)_2∶MRP∶EVA的质量比为40∶10∶100时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料同时具有优异的阻燃性能、力学性能和加工性能,可满足实际应用的需要。     

环保型阻燃组合木材料的制备与性能

为了获得环保型阻燃组合木材料,利用桉木旋切单板、酚醛树脂胶黏剂、Mg(OH)2阻燃剂制备阻燃组合木试样,通过拉伸试验、扫描电子显微镜、极限氧指数、热重分析对材料进行力学性能、阻燃性能测试和分析。结果表明,适量添加Mg(OH)2可以明显提高复合材料的胶合强度和阻燃性能;当添加Mg(OH)2的质量为胶黏剂固含量(胶黏剂干基质量)的1.2倍时,材料胶合强度增大48.1%,阻燃体系的极限氧指数达到36.3%;通过Mg(OH)2、Al(OH)3复配,极限氧指数进一步增大至38.7%,阻燃性能进一步提高。     

HDPE复合阻燃体系的研究

通过采用Mg（OH）2阻燃剂和复合阻燃剂对HDPE阻燃的对比实验，得出了复合阻燃剂对HDPE热解性能、阻燃性能、物理机械性能的影响都优于氢氧化镁阻燃剂。结果表明，Mg（OH）2／Br-Sb复合阻燃体系是一种阻燃效果较好的新型阻燃体系。     

阻燃聚丙烯的研究

分别采用氢氧化镁（Mg（OH）2），氮-磷阻燃剂（PNPlD）、十溴二苯乙烷（DBDPE）与三氧化二锑（Sb2O3）复合作为阻燃剂，蒙脱土（MMT）作为阻燃剂的协效剂，对PP进行阻燃改性。研究了PNPlD、DBDPE分别与Sb2O3和MMT的协同效应，复合阻燃剂对PP燃烧性能、热稳定性能和力学性能的影响。研究结果表明，Mg（OH）2的阻燃效果不佳；而当PNPlD／Sb2O3和DBDPE／Sb2O3含量分别为32phr和30phr，MMT含量为3phr时，PP／PNPlD／Sb2O3／MMT，PP／DBDPE／Sb2O3／MMT体系垂直燃烧性能达到FV-0级，但体系综合力学性能有所下降。     

O-MMT的加入对PP／CA／APP体系阻燃效果的影响

膨胀型阻燃剂（IFR）是现今发展较快的一类新型阻燃剂。用其阻燃聚烯烃,取得了明显的阻燃效果。我们实验室曾合成了成炭剂CA,与APP复配用于阻燃LDPE,取得了良好的效果。在总添加量为30％,当CA：APP为4：11时,LOI可达31．2,垂直燃烧为V-0级。基于此,我们把CA、APP体系用于阻燃PP,     

复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征

通过添加N,N’-二(2-硫代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己基)乙二胺(DDPSN)、三聚氰胺(MA)、聚磷酸铵(APP)单组份阻燃剂及其复配阻燃剂,制得无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料,并对其阻燃性能、力学性能、密度、吸水率以及热性能等进行了研究。研究结果表明,单组份阻燃剂中DDPSN阻燃效果较好,复配阻燃体系中,DDPSN与MA以及DDPSN与APP均具有良好的协同阻燃效果,其中DDPSN与APP协同效果最好。拉伸测试表明,单组份阻燃剂中APP表现较好,DDPSN/APP复配对聚氨酯泡沫的力学性能提高较大。DDPSN/APP复配阻燃体系对聚氨酯泡沫塑料的表观密度和孔结构影响不大,但使泡沫塑料的降解温度提高。     

水菱镁石-Mg(OH)_2协同聚乙烯阻燃复合材料的性能与分解行为

以水菱镁石(HM)和Mg(OH)_2为阻燃剂,利用双螺杆挤出机制备了一系列HM-Mg(OH)_2协同聚乙烯(PE)阻燃复合材料。采用垂直燃烧仪、极限氧指数仪、锥形量热仪和拉伸性能测试仪分别测试了HMMg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的阻燃性能和拉伸性能,采用热重分析仪研究了HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的热分解行为。结果表明,HM与Mg(OH)_2以适当比例复配作为阻燃剂能在更宽的燃烧温度范围内发生分解,起到更好的阻燃效果,在极限氧指数和拉伸强度不变的前提下,HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的成本大幅下降。两种阻燃剂协同可以减少复合材料点燃初期的无效甚至负面分解,保留了HM分解产物对PE基体高温下分解的抑制作用,同时还可以在燃烧区域表面形成较为稳定和不易破坏的鳞片状保护层,加之复合阻燃剂总体更高的总分解释放率,多种因素共同作用,使复合材料的阻燃效果提高。当HM和Mg(OH)_2以质量比1∶2协同且用量达到复合材料总质量的60wt%时,HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的极限氧指数为28%,垂直燃烧级别达到UL-94V-0级,拉伸强度达到28.8 MPa。     

单一阻燃剂对双组分聚脲弹性体阻燃性能影响的研究

采用垂直燃烧测试法和热重分析研究了单一阻燃剂在双组分聚脲弹性体中的阻燃作用。结果表明,固体阻燃剂聚磷酸铵(APP)、纳米无机材料有机改性蒙脱土(2T-MMT)、液体阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)对聚脲具有较好的阻燃作用,主要为固相阻燃作用。随着阻燃剂添加量的增大,阻燃作用效果增强。聚脲和阻燃聚脲的热降解过程都包括两个阶段:第一阶段为250~350℃;第二阶段为350~450℃。阻燃剂加入后降低了聚脲的热降解开始温度,特别是阻燃剂DMMP。800℃时的残余量说明APP和三聚氰胺聚磷酸盐提高了聚脲的残余量,而DMMP和间苯二酚-双(磷酸二苯酯)降低了残余量。     

Effect of flame retardants on flame retardant,mechanical, and thermal properties of sisal fiber/polypropylene composites

A flame retardant efficiency of flame retardants; ammonium polyphosphate (APP), magnesium hydroxide (Mg(OH)₂), zinc borate (Zb), and combination of APP with Mg(OH)₂ and Zb in sisal fiber/polypropylene (PP) composites was investigated using a horizontal burning test and a vertical burning test. In addition, maleic anhydride grafted polypropylene (MAPP) was used as a compatibilizer to enhance the compatibility in the system; i.e. PP-fiber and PP-flame retardants. Thermal, mechanical, and morphological properties of the PP composites were also studied. Adding the flame retardants resulted in improved flame retardancy and thermal stability of the PP composites without deterioration of their mechanical properties. APP and combination of APP with Zb effectively enhanced flame retardancy of the PP composites. No synergistic effect was observed when APP was used in combination with Mg(OH)₂. SEM micrographs of PP composites revealed good distribution of flame retardants in PP matrix and good adhesion between sisal fiber and PP matrix.     

一种膨胀阻燃PP体系及其燃烧性能

制备了一种阻燃聚丙烯/膨胀阻燃剂(IFR)/蒙脱土(MMT)膨胀阻燃体系,研究了不同阻燃组分含量对体系阻燃性能的影响。结果表明,阻燃剂总添加量为30%,其中的成炭剂和聚磷酸铵(APP)的配比为1∶2时,体系的极限氧指数为29%,垂直燃烧试验(UL-94)达到V-2级;而在上述体系中添加0.5%的MMT时,体系的LOI提高到31%,垂直燃烧试验(UL-94)通过V-0级,表现出较好的协同阻燃效果。采用扫描电境(SEM)和红外光谱(FT-IR)对体系的固相残炭进行了观察和分析,探讨了可能的阻燃机理。     

硼-氮阻燃剂与氢氧化镁协同阻燃环氧树脂

将硼-氮阻燃剂2,4,6-三(4-硼酸-2-噻吩)-1,3,5-三嗪(3TT-3BA)与Mg(OH)_2进行复配,然后将其添加到环氧树脂(EP)中,通过热重分析、锥形量热、极限氧指数、垂直燃烧等测试方法,研究了3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系对EP的阻燃性能。研究发现,3TT-3BA与Mg(OH)_2具有协同阻燃作用,添加10%3TT-3BA/10%Mg(OH)_2到EP中,其极限氧指数达到了32.5%,垂直燃烧达到了UL94 V-0等级。同时,3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系还能有效减小EP热释放速率、热释放总量和生烟总量。通过扫描电镜等手段探讨了3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系的阻燃机理。     

氢氧化铝包覆改性聚磷酸铵及其在阻燃聚丙烯中的应用研究

针对聚磷酸铵(APP)有一定的水溶解性和阻燃效率不高等问题, 提出了采用氢氧化铝(ATH)包覆改性APP的方法。X射线荧光光谱(XRF)和扫描电镜(SEM)分析结果显示, 在APP颗粒表面实现了ATH的包覆改性。测试表明, ATH包覆改性后的APP溶解度明显下降, 比表面大幅增加。将改性后的APP与双季戊四醇(DPER)复配, 作为膨胀阻燃剂添加到PP中, 阻燃PP的燃烧性能测试结果表明: 阻燃剂总添加量为25%时, 包覆ATH的APP使阻燃PP 3.2 mm样条的垂直燃烧级别从V-1提高到V-0, 氧指数(LOI)从26.6%增加到31.8%, 热释放速率峰值(PHRR)从475 kW/m²下降至308 kW/m², 下降了约35%。对阻燃PP的燃烧残炭研究说明, APP经ATH包覆改性后, 促进了阻燃PP在燃烧时形成更加完整均匀的炭层, 因而改善了阻燃性能。     

微胶囊Mg (OH)2的合成及其对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的阻燃作用

用原位聚合方法合成了以微米Mg（OH）₂粒子为芯材、交联聚脲为壁材的微胶囊Mg（OH）₂（M-Mg（OH）₂）阻燃剂,并把M-Mg（OH）₂加入到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）中,研究了M-Mg（OH）₂对EVA的阻燃作用。采用FTIR、SEM、热分析和酸滴定方法研究了M-Mg（OH）₂的性质,用极限氧指数（LOI）和垂直燃烧方法（UL-94）研究了M-Mg（OH）₂/EVA复合材料的阻燃性能以及酸腐蚀对M-Mg（OH）₂/EVA复合材料阻燃性能的影响。结果表明,采用原位聚合方法能够成功地在Mg（OH）₂粒子表面包覆交联聚脲壁材,得到M-Mg（OH）₂。与纯Mg（OH）₂相比,M-Mg（OH）₂的颗粒尺寸增大,热稳定性增加,在水中溶解度显著降低,在EVA基体中分散更加均匀。阻燃剂用量相同时,M-Mg（OH）₂/EVA复合材料的LOI总是比Mg（OH）₂/EVA复合材料的数值稍大。阻燃剂与EVA质量比小于135∶100时,两种复合材料的垂直燃烧级别均为V-2级,阻燃剂与EVA质量比在135∶100~150∶100之间时,前者的燃烧级别为V-0级,而后者只能达到V-2级,阻燃剂与EVA质量比超过150∶100时,两种复合材料都能达到V-0级。M-Mg（OH）₂/EVA复合材料的耐酸性比Mg（OH）₂/EVA大幅度提高,可以在酸性环境中使用。     

聚磷酸铵/次磷酸铝协效阻燃聚丙烯/木粉复合材料

以聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)为界面相容剂,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/木粉(WF)复合材料。采用UL-94垂直燃烧、氧指数(LOI)、热重分析(TGA)探究了阻燃PP/WF复合材料的阻燃性和热分解过程。实验表明,当APP与AHP质量比为9∶1时,LOI值为28.3%,垂直燃烧UL-94达到V-0级。TGA和DTG测试表明,APP与AHP复配能降低木纤维的分解温度,使复合材料提前成炭,达到阻燃作用;加入APP与AHP的PP/WF复合材料的成炭率提高了141%,其高温稳定性也得到提高。通过SEM观察到,当m(APP)∶m(AHP)=9∶1时,木塑复合材料可形成致密的炭层,具有更好的隔热、隔氧作用,从而提高了阻燃性。结果表明在聚磷酸铵中加入少量的协效剂次磷酸铝可明显提高PP/WF复合材料的阻燃性。     

改性埃洛石复配聚磷酸铵对硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响

为研究埃洛石对硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响,将埃洛石经乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)表面改性处理后与聚磷酸胺(APP)复配并用于硅橡胶基体中,经机械共混制备了复配填充改性埃洛石(m-HNTs)的阻燃硅橡胶复合材料(FRSR)。利用红外光谱、热重分析对m-HNTs进行表征分析,采用扫描电子显微镜、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、锥形量热、能谱仪、热重分析等对FRSR的力学性能、阻燃性能、残渣形貌及热降解行为进行研究,并与复配填充未改性HNTs的样品性能对比。结果表明,复配填充适量的m-HNTs后,FRSR阻燃性能明显改善,力学性能显著提高。当复配填充3phr m-HNTs时,拉伸强度达8.7 MPa,LOI值达31.4%,UL-94测试为V-0级,且残渣致密紧实,热阻隔效果好,残炭率高,热释放速率降低36%。     

阻燃改性纤维素浆粕和阻燃纸的制备及表征

将降纤维素浆粕在不同温度下进行碱化、醚化,得到不同Na+含量的阻燃改性纤维素浆粕。利用红外光谱、极限氧指数、锥形量热和扫描电镜等测试方法,对改性纤维素浆粕的燃烧和阻燃性能进行了研究。结果表明,改性纤维素浆粕的最大氧指数达到34.0,远远高于纤维素的氧指数19.0,并且改性纤维素浆粕的总热释放量最小值为6.74 MJ/m2,远远低于纤维素的总热释放量20.44 MJ/m2。同时通过造纸工艺制备了海藻酸钙纤维-改性纤维素浆粕复合阻燃纸张,并利用极限氧指数、锥形量热和扫描电镜等测试方法,对复合纸的燃烧和阻燃性能进行了研究。     

单层和双层包覆ZnSnO_3微胶囊对PVC膜阻燃及抑烟性能影响

采用极限氧指数(LOI)值、垂直水平燃烧测试、烟密度测试(SDR)、SEM、TG分析,研究了单层ZnSnO_3@Mg(OH)_2微胶囊和双层ZnSnO_3@Mg(OH)_2@三聚氰胺甲醛树脂(MF)微胶囊对聚氯乙烯(PVC)膜的阻燃及抑烟性能的影响。结果表明,ZnSnO_3@Mg(OH)_2和ZnSnO_3@Mg(OH)_2@MF微胶囊能有效提高PVC膜阻燃、抑烟、抗熔滴、自熄性能;且随着单层或双层微胶囊含量的增加,ZnSnO_3@Mg(OH)_2/PVC和ZnSnO_3@Mg(OH)_2@MF/PVC膜的极限氧指数增加,但其烟密度和自熄时间降低。TG结果表明,随着微胶囊含量增加,ZnSnO_3@Mg(OH)_2/PVC和ZnSnO_3@Mg(OH)_2@MF/PVC膜的初始降解温度向低温偏移,且其残炭量增加。ZnSnO_3@Mg(OH)_2/PVC和ZnSnO_3@Mg(OH)_2@MF/PVC膜的残炭SEM表明,添加ZnSnO_3@Mg(OH)_2和ZnSnO_3@Mg(OH)_2@MF微胶囊能有效地促进材料燃烧时产生致密碳层,不仅可以抑制氧气和热量进入PVC膜内部,而且可以抑制可燃性气体向PVC膜外逸出。SEM和拉伸强度结果显示,双层微胶囊可有效改善无机粒子在PVC基体中的分散性和相容性。     

含磷阻燃共聚酯的制备及性能研究

分别以共混和共聚的方式,制备了三种不同的含磷阻燃共聚酯(FRPET)。并对三种FRPET的阻燃效果进行了比较。结果表明,共混型阻燃剂2-(2-羟苯基)苯膦酸盐(HAPP-Na)的加入对PET有一定的阻燃效果,磷含量为0.6%(质量分数)时,极限氧指数达到了26.4%;相同磷含量的共聚型阻燃剂DDP比共混型阻燃剂HAPP-Na的阻燃效果好,但是两者的熔滴现象都较严重;由于磷硅协同作用,使反应型磷硅阻燃剂DOPO-Si比只含有磷元素的DDP的阻燃效果好,而且具有抗熔滴的效果。