可发性聚苯乙烯无卤阻燃泡沫材料制备及性能

采用包覆法,将含有无卤阻燃剂的热固性酚醛树脂胶包覆在预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒表面,再通过水蒸气发泡、模压成型工艺制备出无卤阻燃EPS泡沫材料.研究了3种无卤阻燃剂(三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐和聚磷酸铵)在EPS泡沫材料中的阻燃作用,探讨了聚磷酸铵用量对EPS泡沫材料阻燃性能、力学性能和隔热性能的影响.结果表明,在3种无卤阻燃EPS泡沫材料中,采用聚磷酸铵与酚醛树脂包覆制备的无卤阻燃EPS泡沫材料综合性能最好.当EPS、酚醛树脂和聚磷酸铵质量比为100∶100∶40时,无卤阻燃EPS泡沫材料的综合性能较好,其压缩强度为0.42MPa,弯曲强度为0.70MPa,氧指数(体积分数)为30.5%,导热系数为0.025 6W·m-1·K-1.     

陶瓷填料对硅橡胶复合材料性能的影响

选择玻璃粉和云母粉作为陶瓷填料添加到硅橡胶中,制备了可陶瓷化硅橡胶复合材料,并研究了80份陶瓷填料及玻璃粉与云母粉比例对硅橡胶的力学性能、阻燃性能、热稳定性和陶瓷化性能的影响。结果表明：陶瓷填料对硅橡胶复合材料的力学性能影响较大,添加30份玻璃粉和50份云母粉时拉伸强度最大可达到5.96 MPa,断裂伸长率为421.3%;添加陶瓷填料能改善复合材料的阻燃性能,当添加20份玻璃粉和60份云母粉时极限氧指数最大为28.4;陶瓷填料的添加大幅度降低了复合材料的初始热分解温度和最大热分解温度,明显提高了高温残炭率,明显改善了复合材料的高温陶瓷化性能。玻璃粉与云母粉的比例对复合材料的力学性能、阻燃性能和热稳定性影响不大;随着玻璃粉比例的增大,复合材料高温陶瓷化后形成陶瓷体的结构更为致密,三点弯曲强度也随之增大,最大值为15.53 MPa。     

高性能隧道内壁防护涂料的设计与制备

针对隧道复杂环境的涂装要求,研制了综合性能优异的水性瓷化防护涂料。通过傅里叶红外光谱确定了水性瓷化涂料的固化工艺;通过调整阻燃剂的用量,研究其对水性瓷化涂料性能的影响,确定配方中氧化镁的添加量为10%。将水性瓷化涂料与市售隧道涂装材料对比,结果表明,水性瓷化涂料的混凝土吸水率低,具有优异的耐沾污、易清洗、耐高低温性能。     

±800kV瓷芯支柱复合绝缘子硅橡胶及粘接工艺的研究

对±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶进行了研究,为保证硅橡胶在注射硫化过程中与瓷芯棒粘接牢固,且不能产生气隙,选用110-2甲基乙烯基硅橡胶,分子量为630000～650 000。不同配方硅橡胶与瓷芯棒的粘接强度、耐漏电起痕和电蚀损性能对比试验结果表明:在配方中添加少量的复合阻燃剂,可以使硅橡胶护套伞裙材料的直流电压下耐漏电起痕和电蚀损性达到1A4.5级。确定了硅橡胶的混炼工艺和配合体系以及粘接剂的制备方法,并对瓷芯棒与硅橡胶的粘合进行了对比实验,确定了粘合工艺和硫化工艺。生产出的瓷芯支柱复合绝缘子的产品性能达到要求。     

±800kV瓷芯支柱复合绝缘子硅橡胶及粘接工艺的研究

对±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶进行了研究．为保证硅橡胶在注射硫化过程中与瓷芯棒粘接牢固,且不能产生气隙。选用110—2甲基乙烯基硅橡胶．分子量为630000～650000。不同配方硅橡胶与瓷芯棒的粘接强度、耐漏电起痕和电蚀损性能对比试验结果表明：在配方中添加少量的复合阻燃剂．可以使硅橡胶护套伞裙材料的直流电压下耐漏电起痕和电蚀损性达到1A4．5级。确定了硅橡胶的混炼工艺和配合体系以及粘接剂的制备方法．并对瓷芯棒与硅橡胶的粘合进行了对比实验．确定了粘合工艺和硫化工艺．生产出的瓷芯支柱复合绝缘子的产品性能达到要求。     

金红石颗粒尺寸对硅橡胶微波介电性能的影响

在107硅橡胶中分别添加纳米级和微米级金红石颗粒,通过室温固化制备金红石/硅橡胶复合材料。用X射线衍射仪、透射电镜和扫描电镜对陶瓷填料的相组成及微观形貌进行了表征,分析了金红石颗粒体积分数和尺寸对硅橡胶微波介电性能的影响。研究结果表明:在相同体积分数下,纳米级金红石/硅橡胶复合材料与微米级金红石/硅橡胶复合材料相比,介电常数ε_r较大,品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)较低,两种复合材料的谐振频率温度系数τ_f相差不大。金红石颗粒体积分数为19%时,纳米级金红石/硅橡胶复合材料的ε_r为3.32,Q×f为2 604 GHz,τ_f为49×10~(-6)/℃。并且将介电常数εr试验值与3种理论模型的ε_r理论值进行对比,发现试验值比理论值偏低。     

聚羧酸减水剂增强陶瓷模具石膏性能机理研究

系统研究了聚羧酸减水剂(PC)对陶瓷模具石膏工作性能、强度、吸水及耐溶蚀性能的影响,并采用电导率、水化温升、SEM形貌分析及BET孔结构测试方法进行机理研究.结果表明:陶瓷模具石膏减水率(质量分数)随PC掺量(质量分数)增加而逐渐增加,掺0.30%PC时,陶瓷模具石膏减水率高达18.7%;陶瓷模具石膏浆体流动度经时损失明显降低,有效工作时间延长4min,凝结时间稍有延缓;PC对提高陶瓷模具石膏强度及耐溶蚀效果显著,掺0.30%PC时,其抗折、抗压强度分别为4.38,15.9MPa,增幅高达22%,57%,溶蚀率(质量分数)由-0.93%降至-0.15%,降幅达16.1%;掺入PC可降低陶瓷模具石膏的吸水性能;PC在石膏颗粒表面的吸附可延缓石膏的水化进程,使二水石膏晶体细化,长径比增加,晶体搭接密实度提高,可降低硬化体孔隙率、细化孔径,有效提高石膏抵抗浆体电解侵蚀破坏的能力.     

无卤阻燃尼龙6阻隔防爆材料的制备及研究

在微胶囊化红磷母粒和氢氧化镁复配体系中添加少量有机蒙脱土(抗滴落剂),研究阻燃剂配比与材料阻燃性能、力学性能之间的关系。采用熔融挤出方式制备无卤阻燃尼龙6阻隔防爆材料,并对材料力学性能、热稳定性、微观形貌进行研究。研究表明:当氢氧化镁和微胶囊化红磷的比例为3∶2时,协同阻燃作用最佳;阻燃剂总量为15%时,材料的阻燃等级达到UL94V-0级别;当加入1%的有机蒙脱土后,阻燃剂总含量由15%降低至14%,仍可保持阻燃级别为V-0。通过热失重分析发现,添加填料可以提高阻隔防爆材料的热稳定性;有机蒙脱土能够插层尼龙6树脂中,提高填料与基体间的相互作用力,具有改善阻隔防爆材料机械性能的作用。     

超微细复合阻燃剂填充高密度聚乙烯的研究

研制了超微细氢氧化镁为和十溴联苯醚、硅烷偶联剂复配阻燃剂体系与高密度聚乙烯(HDPE)的填充共混复合材料,实验研究了复配阻燃剂的用量对复合共混材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,复配阻燃剂含量增加对材料的拉伸强度有较明显的影响,填料在20份以内对材料的缺口冲击强度影响较小。复配阻燃剂显著提高了材料的阻燃性能,在含量为25PHR时,氧指数达到27,垂直燃烧FV 1级,微量发烟。     

添加型阻燃剂对聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

选择不同添加型阻燃剂,采用一步发泡法制备了软质聚氨酯泡沫(FPUF)。通过氧指数测试、锥形量热仪测试和产烟毒性测试研究其燃烧性能。结果表明:采用质量分数为10%的溴系阻燃剂和10%的MPOP制备的FPUF阻燃效果较好。在辐射照度30kW/m2、样品厚度50mm条件下,溴系阻燃剂和MPOP制备的FPUF的热释放速率峰值降低到284.0、270.8kW/m2。但前者烟气毒性带来的危害更大,当溴系阻燃剂质量分数超过4%时烟气毒性等级达到WX级。     

可膨胀石墨对改性硅橡胶膨胀及燃烧性能的影响

硅橡胶是有机-无机材料,是一种优良的阻燃材料,在许多领域得到应用,硅橡胶膨胀化后可以扩大其在高端制造和动力电缆防护领域的应用。以可膨胀石墨为膨胀阻燃剂,添加不同含量次磷酸铝制备膨胀硅橡胶材料,研究了硅橡胶的膨胀阻燃性能。采用氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、热失重分析（TGA）、膨胀测试、力学性能等手段对其进行了研究。结果表明：次磷酸铝和可膨胀石墨为1:1 时,LOI 达到40.8%,UL-94 达到V-0 等级,力学性能也达到了最佳,从锥量结果看,二者复配时pHRR 从455 kW/m2 降低到259 kW/m2,且膨胀效果好,炭层强度增强。     

短切碳纤维对环氧树脂阻燃性能的影响

以环氧树脂(EP)为基体,短切碳纤维(SCF)为增强体,采用溶液共混复合法制备了短切碳纤维/环氧树脂(SCF/EP)复合材料,并研究了SCF的含量对复合材料阻燃性能的影响。结果表明:SCF质量分数为1.0%时,氧指数较基体材料提高了8%;SCF质量分数为0.7%时,复合材料的热释放速率峰值表现最优,较基体材料降低了31.6%;SCF对材料的生烟速率也有一定的抑制作用;SCF质量分数为1.5%时,复合材料的终止分解温度较基体材料提高了6.9%;SCF明显提升了材料的成碳能力。     

玻璃纤维增强硼改性酚醛树脂复合材料的性能

研究了玻璃纤维(GF)含量对玻璃纤维增强硼改性酚醛树脂(GF/BPR)复合材料力学性能、耐热性能的影响.结果表明:随着玻璃纤维含量的增加,GF/BPR复合材料的弯曲强度和压缩强度均提高,当玻璃纤维含量达到50%(质量分数,下同)时,其弯曲强度和压缩强度达到最大值;GF/BPR复合材料的冲击强度随着玻璃纤维的增加而增大,当玻璃纤维含量达到70%时,GF/BPR复合材料的冲击强度达到最大值;GF/BPR复合材料的软化变形随着玻璃纤维含量的增大而逐渐降低;当玻璃纤维含量为50%时,GF/BPR复合材料的热变形温度达到196.6℃,比纯BPR提高了51.3℃,而热膨胀系数则降低近1个数量级,为1.6×10-5℃-1.     

阻燃聚氨酯/木粉复合发泡材料的性能研究

通过直接添加不同量的聚磷酸铵(APP)阻燃剂制备聚氨酯/木粉复合发泡材料。采用24h吸水试验、压力实验、锥形量热仪、场发射扫描电镜、能量色散光谱仪测试了复合材料的吸水性能、力学性能、阻燃抑烟性能、微观形貌结构及元素含量。研究表明:添加5%~30%的APP阻燃剂,阻燃组的24h吸水率可以达到19.30%~42.37%,均大于对照组,而压缩强度降至1.76~2.83 MPa,比对照组降低了8.7%~43.2%;阻燃型FWPC的热释放速率(HRR)及峰值(pHRR)随APP添加量的增大而减小,其中30%APP的加入量可延迟7s的点燃时间(TTI),HRR降低8.90%,pHRR降低34.44%,一氧化碳得率(COY)降低16.62%;阻燃组FWPC的表面出现"团聚物",表面元素成分中含APP中的N和P。     

多孔磷酸镍VSB-5在膨胀阻燃聚丙烯复合材料中的协效阻燃研究

利用水热法合成多孔磷酸镍VSB-5,并用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/膨胀阻燃剂(IFR)/VSB-5膨胀阻燃复合材料。其中IFR由硅包裹聚磷酸铵和一种三嗪类大分子成炭剂(CFA)组成。利用极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧UL-94测试、微型燃烧量热仪及热重分析仪研究复合材料的阻燃性与热稳定性。研究发现,在添加剂总质量分数保持25%的情况下,含有质量分数1.5%VSB-5的膨胀阻燃PP复合材料LOI达到最高的34.9,其最大热释放速率降低至780 W/g,热稳定性显著提高。利用扫描电镜观察复合材料燃烧后炭层表面形貌,发现加入适量VSB-5可以使炭层表面更加致密。研究结果表明适当的VSB-5可以提高膨胀阻燃剂阻燃效率。     

生物质阻燃复合材料燃烧性能研究

聚丁二酸丁二醇脂(PBS)是一种快速发展的新型生物可降解高分子材料,因其优异的综合性能而备受关注。但是,PBS易燃,并且容易在燃烧过程中发生熔融滴落现象,可能会引燃其他物体进而引发火灾,PBS的应用领域因此而受到限制。膨胀阻燃剂(IFR)作为一种新型无卤阻燃剂,主要由酸源、碳源和气源组成。通过物理共混的方法将膨胀型阻燃剂壳聚糖磷酸铵盐(NPCS)添加到PBS中,并对所得复合材料的热性能和燃烧性能进行探究。实验结果表明:NPCS作为一种三位一体的膨胀型阻燃剂,能够提高PBS的阻燃性能,增加PBS燃烧时的残炭量,而蒙脱土(OMT)是NPCS较好的协效剂,少量OMT的引入即能够显著改善PBS燃烧时的滴落现象,提高其阻燃级别。     

阻燃耐热型玻化微珠/聚氨酯硬泡复合保温材料的制备和性能研究

通过原位发泡法,将聚氨酯原料与无机玻化微珠及阻燃剂复合制备了一种高填料含量的玻化微珠/聚氨酯泡沫复合材料(GHB-PUF).采用氧指数、导热系数、压缩强度和热重分析分别表征玻化微珠掺量对聚氨酯泡沫复合材料的阻燃性能、导热性能、压缩性能和热稳定性能的影响.结果表明,高掺量的玻化微珠和适量阻燃剂的引入使得复合材料的阻燃性能和压缩强度能显著提高,极限氧指数可达30％以上,并且随着玻化微珠掺量的增加而增大,压缩强度达0.17 MPa;材料保温性能略有降低,导热系数为0.045 W/(m·K),但仍适用于墙体保温材料;热稳定性明显改善,材料热解的外延起始温度升高至263℃,800℃残余量为61.56％.     

膨胀阻燃剂对防火卷材耐火性能的影响

采用聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)组成的膨胀型阻燃剂制备膨胀型CPE/EPDM防火卷材。实验考察各组分含量对防火卷材耐火性能的影响。结果表明:APP质量分数为40%时,耐火性能好,炭层膨胀倍数高,表面致密性较好,强度高。MEL为30%、PER 20%时,形成炭层膨胀均匀,结构完整,但表面炭层较薄,致密性差。当MEL质量分数超过30%、PER超过20%时,膨胀倍数及耐火时间降低。MEL用量相对较多时,耐火性能降低。PER用量过多,APP和MEL的用量相对较少时,成炭少,炭层膨胀倍数减小,耐火性能降低。APP与MEL和PER比例适当才能发挥更好的协效作用。     

硼改性酚醛树脂的合成及其复合材料的性能

从催化剂用量、反应时间和温度等方面研究了合成工艺条件对硼改性酚醛树脂(BPR)性能的影响,研究了碳纤维/硼改性酚醛树脂(CF/BPR)复合材料性能与碳纤维含量及其表面处理的关系.结果表明:在特定的反应温度、时间和催化剂条件下,可以合成出性能良好的BPR.随着碳纤维含量的增加,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均逐渐增加;当碳纤维含量达到30%(质量分数)时,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度达到最大值.CF/BPR复合材料弯曲强度和弯曲模量因碳纤维的表面处理而提高,但冲击强度却略有下降.     

单组分RTV硅橡胶与PMMA粘结性能的研究

研究了采用丙烯酸混合单体改性硅油,预涂底胶和改善填料处理工艺等方法对单组分RTV硅橡胶与PMMA间粘结性能的影响.研究结果表明:通过用丙烯酸类混合单体改性硅油的方法,可以显著提高单组分RTV硅橡胶与PMMA间的粘结强度;当改性硅油含量为20%(质量分数,下同)且预涂正-氯丙基三甲氧基硅烷底胶时,单组分RTV硅橡胶与PMMA间的粘结强度可以达到0.86 MPa;当掺加9%疏水型SiO2并预涂正-氯丙基三甲氧基硅烷底胶时,则掺5?MA改性单组分RTV硅橡胶与PMMA间的粘结强度达到0.8 MPa.