聚氨酯木塑复合材料协效阻燃抑烟及性能

添加一定比例聚磷酸铵(APP)和三氧化二铁(Fe_2O_3)制备聚氨酯木塑复合材料,采用锥形量热(CONE)、极限氧指数(LOI)、烟密度(SDT)、压缩实验、24 h吸水率测试、场发射扫描电镜(FE-SEM)探讨加入APP和Fe_2O_3对聚氨酯木塑复合材料的协同阻燃抑烟性能、力学性能、吸水性能的影响。结果表明:加入一定比例的APP和Fe_2O_3对聚氨酯木塑复合材料具有一定的协效阻燃抑烟性,热释放速率峰值(PHRR)下降了39.8%,0~300 s具有最低的总热释放值,同时烟雾因子曲线、烟密度均表现出Fe_2O_3对APP/WPC具有良好的抑烟效果;压缩实验表明,加入两种阻燃剂样品的力学性能虽有所降低,但是仍高于加入单一阻燃剂的样品,这可能是由于Fe_2O_3与APP具有一定的相容性,同时一定比例含量的Fe_2O_3能够提高APP/WPC的力学性能。24 h吸水率说明Fe_2O_3与APP的加入能够使样品的吸水性能在一定程度上增加,但仍低于只加入APP的样品。     

铁红对PVC复合材料的阻燃性能影响

通过将铁红和聚磷酸铵(APP)复配后加入到PVC中制备阻燃PVC复合材料,研究此阻燃体系对阻燃PVC复合材料的阻燃性能的影响。通过锥形量热仪、氧指数、扫描电镜等表征手段研究铁红和聚磷酸铵的复配量对PVC阻燃性能的影响,结果表明:当铁红∶APP∶PVC的配比为5%∶25%∶70%时,阻燃PVC复合材料的阻燃性能最佳,其总热释放量、总烟释放量降低,氧指数升高。铁红的添加可以有效改善形成炭层的表明光滑度和致密度,提升PVC复合材料的阻燃性能。     

白炭黑对硅橡胶性能的影响

采用电子万能试验机、极限氧指数、垂直燃烧仪、同步热分析仪和锥形量热仪等,系统研究了白炭黑添加量对硅橡胶/白炭黑复合材料的力学性能、阻燃性能、热稳定性和燃烧性能的影响。结果表明：白炭黑能显著提高复合材料的力学性能,白炭黑添加40 份时,复合材料力学性能达到最佳,其拉伸强度为9.35MPa,断裂伸长率为614.7%;白炭黑能改善复合材料的阻燃性能,白炭黑量达到50 份时,复合材料极限氧指数可达25.0%;白炭黑添加能明显提高复合材料的初始热分解温度和高温成炭率,白炭黑添加量为40 份时初始热分解温度为495.4 ℃,高温残炭率为31.4%;白炭黑的添加能有效降低复合材料的热释放速率、总热释放量、总生烟量和二氧化碳生成量,对硅橡胶有较好的阻燃抑烟作用。     

无卤阻燃剂对聚乳酸火灾危险性的影响

以聚磷酸铵(APP)和磷酸三苯酯(TPP)两种不同阻燃剂与纯聚乳酸(PLA)进行溶液共混制备阻燃聚乳酸复合材料,并测量其极限氧指数、垂直燃烧级别和产生烟气的烟密度,研究阻燃性能和生烟性能。结果表明:在添加量较少时,APP对PLA的阻燃效果好,随着添加量的增加,TPP对PLA的阻燃效果更好;生烟量随阻燃性的增加而增加。建议复合阻燃材料中加入抑烟剂。     

APP硅化泡桐木的制备及其燃烧特性研究

将聚磷酸铵(APP)的高效阻燃特性与硅凝胶的吸附和催化转化特性有效结合,有可能实现木材在火灾条件下的不燃烧、不冒烟.通过真空-加压浸注和真空干燥法制备的APP硅化泡桐木载药率达到20.2%(质量分数),在锥形量热试验过程中没有点燃,760℃灼烧下不燃烧,总热释放量稍高于APP阻燃泡桐木,总烟释放量和CO产量远远低于未处理泡桐木和APP阻燃泡桐木.结果表明:APP硅化泡桐木中原位生成的APP-硅凝胶体系不仅对木材具有很好的阻燃作用,而且对火灾烟雾毒气具有极好的转化和抑制作用.     

无卤膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料

利用极限氧指数仪和垂直燃烧仪,研究了膨胀阻燃剂(IFR)和蒙脱土(MMT)对膨胀阻燃聚丙烯(PP-IFR)和膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料(PP-IFRMMT)的阻燃性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧的结果表明,IFR的添加能明显改善PP-IFR的阻燃性能,蒙脱土的添加会进一步增强PP-IFRMMT的阻燃性能,IFR和MMT存在一定的阻燃协效作用。利用锥形量热研究了所制备的PP-IFR和PP-IFRMMT的燃烧行为。结果表明,IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,蒙脱土的添加会进一步降低以上数值,表明IFR在膨胀阻燃PP中存在良好的抑烟减毒作用,而MMT会进一步增强这一作用,IFR和MMT在抑烟减毒方面存在一定协同作用。研究结果表明:IFR的添加能明显降低PP-IFR的火灾危险性,共同添加IFR和MMT的膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料的火灾危险性最低。     

阻燃热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

将石墨粉(GP)、季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配后添加到热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中制备阻燃TPU复合材料,研究此膨胀阻燃体系对阻燃TPU复合材料阻燃性能、抑烟性能的影响。通过锥形量热仪、扫描电镜、极限氧指数和热重分析等手段研究该TPU复合材料的阻燃性能,结果表明:当APP/PER/GP的配比为15%、7%、3%时,对TPU复合材料的阻燃效果最好,其热释放速率较TPU-1(只添加了APP/PER)降低了32%,氧指数提升了40%,燃后的炭层结构有较大改善。该膨胀阻燃体系可提高阻燃TPU材料在高温阶段的热稳定性,增加残渣质量,达到对TPU复合材料阻燃和抑烟的效果。     

木质地板阻燃性能的研究

试验对强化地板和实木复合地板进行阻燃处理,采用锥形量热仪对处理前后地板的燃烧性能进行测试,分析地板在阻燃处理前后燃烧性能的变化规律。测试结果表明,阻燃处理后地板有效燃烧热有所下降,但下降幅度不大;热释放速率和质量损失率显著下降;抑烟性能不理想,燃烧时烟释放量增加。     

硼酸硼砂混合物对WF-HDPE热解与燃烧的影响

采用锥形量热仪和热重分析仪测试方法,研究硼酸硼砂混合物(BA/BX)含量为3%、6%、9%、12%时对HDPE木塑复合材料(WF-HDPE)热解和燃烧过程的影响。结果表明:WFHDPE热释放速率、质量损失速率随着BA/BX含量的增加而逐渐降低,添加12%BA/BX的比未添加的分别降低了17.68%和10.71%。添加BA/BX明显提高了样品热解残留率,BA/BX添加量为12%的残留率比未添加的提高了97.4%,阻燃效果显著。添加BA/BX明显降低了WF-HDPE的烟释放速率和总烟释放量,表明其有良好的抑烟效果。BA/BX在WF-HDPE中的阻燃作用以凝聚相为主。     

氢氧化铝协同膨胀石墨阻燃硬质聚氨酯泡沫

选用氢氧化铝(ATH)作为可膨胀石墨(EG)协效剂,对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)进行阻燃改性,研究了ATH与EG组分配比对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能、力学性能、燃烧性能和生烟性能的影响。研究结果表明:适当增加ATH在RPUF/EG/ATH复合材料中所占质量比,可改善复合材料的力学性能,降低总热释放及生烟总量;当组分配比为15%EG和15%ATH时,其LOI达到31.0,总热释放和生烟总量较单独添加30%EG分别降低了32.9%和45.8%。     

P-N-B阻燃剂处理炭化橡胶木的燃烧性能

根据AWAP P50_2010,采用P_N系阻燃剂(MAP、DAP、APP)与硼酸、硼砂等复配制备P_N_B阻燃剂,对炭化橡胶木进行加压浸渍处理。抽真空至-0.08 MPa,保持15 min后加压至1.0 MPa,保持30 min后取出试件,在室温下气干7 d后置于干燥箱中干燥至含水率12%。利用锥形量热仪分析阻燃炭化橡胶木的燃烧性能。结果表明:在50 k W/m2的热辐射功率下,经P_N_B阻燃剂水溶液(质量分数为20%)浸渍处理的炭化橡胶木的热释放速率峰值、总热释放量、烟生成速率峰值、烟生成总量都显著降低,氧指数、成炭率较未阻燃处理橡胶木有所提高,表现出良好的阻燃、抑烟性能。     

ZnMgAl-CO3-LDHs的沥青阻燃抑烟性能与机理分析

采用层状无卤高效抑烟剂ZnMgAl-CO_3-LDHs制备阻燃沥青,通过热重-差热分析仪、锥形量热仪和X射线光电子能谱仪研究了层状双氢氧化物(LDHs)对沥青阻燃抑烟性能的影响,并分析其阻燃机理.结果表明:掺加质量分数为2%的LDHs可使沥青燃烧的最大热释放速率、平均热释放速率和总烟释放量分别下降24.9%,14.3%和27.0%;LDHs在2%掺量下即有较好的阻燃抑烟效果,而在25%掺量下的阻燃抑烟效果提升有限;LDHs的层状结构可以在沥青燃烧初期降低沥青的失重速率,并提升残渣的完整性、致密性和抗氧化性,但LDHs的热解吸热效应并未在沥青燃烧过程中发挥明显作用.     

碳纳米管对苯丙乳液防火涂料的抑烟性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸(AA)为共混单体,以聚磷酸铵(APP)阻燃剂,碳纳米管(CNT)为添加剂,制备阻燃苯丙乳液防火涂料。通过锥形量热仪、烟密度测试、扫描电镜等手段研究了该防火涂料的阻燃抑烟性能。结果表明:CNT的添加增强了材料热分解过程中生成炭层的致密度,降低了样品的热释放速率、质量损失、总烟释放量;苯丙共聚乳液/APP/CNT的配方比例为40.0%∶57.5%∶2.5%时防火涂料的阻燃抑烟性能最佳。     

聚磷酸铵和三氧化钼对聚氨酯软泡阻燃性能的影响

以聚磷酸铵（APP）和三氧化钼（MoO3）为阻燃剂,采用一步发泡法制备阻燃聚氨酯软质泡沫（FPUF）,通过扫描电镜、氧指数仪、热重分析仪和锥形量热仪等测试手段研究了MoO3和APP对聚氨酯软泡的泡孔结构、热稳定性、阻燃性能以及产烟量的影响规律。研究表明：MoO3和APP均能提高聚氨酯软泡的阻燃性能,与纯聚氨酯软泡相比,当APP和MoO3的添加量均为7.5%时,阻燃聚氨酯软泡的总热释放量和总产烟量分别降低了44.2%、66.3%,表现出很好的阻燃和抑烟性能;探讨了APP和MoO3阻燃聚氨酯软泡的阻燃作用机理,APP在气相和凝聚相发挥阻燃作用,在气相中通过生成含磷官能团捕获气相中的自由基,在凝聚相中发挥催化成炭的作用,MoO3能促进热裂解聚氨酯催化成炭,提高成炭率,使炭层致密,并提高聚氨酯软泡的热稳定性,有效提高聚氨酯软泡的火灾安全性。     

不同影剧院座椅连排燃烧特性试验研究

利用10 MW 大尺度量热计对不同影剧院座椅进行连排燃烧试验研究。建立座椅燃烧试验台，将15 把影剧院座椅分3 排台阶布置，通过对多人影剧院软质座椅排列在一起进行燃烧试验，提供燃烧产生的热释放速率、总热释放量、产烟速率、总产烟量相关特性信息。试验中，分别选取普通影剧院座椅与阻燃影剧院座椅分别进行连排燃烧试验，并将燃烧测试得到的热释放速率、总热释放量等燃烧性能参数进行了对比分析，同时对火焰传播速度进行了计算。结果表明：同样点火方式条件下，普通座椅连排燃烧在8 min 内发生轰燃，热释放速率峰值高达9.204 MW，总热释放量为1 957.2 MJ，经阻燃处理后，热释放速率峰值为83.6kW，总热释放量为27.33 MJ，其他燃烧性能指标均显著下降；普通影剧院座椅连排燃烧时，火焰规模大，火焰扩散速度快，经计算火焰传播速度为0.65 m/min。     

功能化苯基膦酸镧在环氧树脂中的阻燃作用研究

为提高环氧树脂（EP）的热性能和阻燃性,以回流法合成了层状苯基膦酸镧（LaPP）,并用六氯环三膦腈（HCCP）进行表面接枝改性,得到HCCP-LaPP,将其用于环氧树脂中制备EP/HCCP-LaPP复合材料;研究LaPP和HCCP的协同作用对EP阻燃性能、热性能的影响。结果表明,添加HCCP-LaPP能明显改善EP复合材料在较高温度下的热稳定性和残留量。锥形量热仪测试结果表明,与纯EP相比,EP/6%HCCP-LaPP复合材料的总热释放量和总烟气释放量分别降低了39.9%和24.6%。同时,氧指数值从25.7提高到30.3,垂直燃烧UL-94等级从NR提高到V-1。在700 ℃,EP/6%HCCP-LaPP复合材料的残留量为25.7%,而EP只有18.5%。说明HCCP-LaPP在阻燃EP中具有良好的阻燃作用,LaPP和HCCP优异的成炭作用、片层阻隔作用及磷氮协效使EP复合材料的阻燃性、抑烟性和热稳定性显著提高。     

硼化合物对WF-PVC热解和燃烧的影响

采用热重分析法和锥形量热仪测试方法研究硼化合物Na2B8O13.4H2O和2ZnO.3B2O3.3.5H2O对PVC木塑复合材料(WF-PVC)热解和燃烧过程的影响。结果表明:Na2B8O13.4H2O对WF-PVC热解过程影响较小,2ZnO.3B2O3.3.5H2O使WF-PVC热解过程的残炭量从18.04%提高到27.57%。与未经处理的WF-PVC相比,加入硼化合物均使燃烧过程的总热释放量(THR)和总烟释放量(TSP)降低,其中,2ZnO.3B2O3.3.5H2O使THR和TSP分别降低36.3%和55.8%,阻燃和抑烟效果显著。2ZnO.3B2O3.3.5H2O在WF-PVC中阻燃作用以凝聚相为主,同时伴随气相中的化学作用;Na2B8O13.4H2O在WF-PVC中为凝聚相作用机理。     

木材的燃烧性能研究--锥形量热计法

采用锥形量热计(Cone Calorimeter)对多种木材在阻燃处理前后的燃烧性能进行测试，并分析木材在阻燃处理前后燃烧性能的变化规律。试验表明，经阻燃处理的材料其热释放速率显著降低，推迟了燃烧波峰出现的时间，因而可以安全应用于建筑室内。而普通的木材由于热释放速率大而具有很大的火灾危险性。研究还发现普通木材燃烧都会形成两个波峰。锥形量热计能精确测量材料的热释放速率、烟密度等数值，对于研究材料的燃烧性能和正确使用具有重大的现实意义。     

无卤膨胀阻燃聚丙烯的热降解和燃烧特性

采用氧指数测试、垂直燃烧试验、热重分析、锥形量热仪研究膨胀阻燃剂(IFR)和金属醋酸盐对膨胀阻燃聚丙烯(IFRPP)的阻燃性能、热降解性能和燃烧性能的影响。IFR的添加能明显改善IFRPP的阻燃性能,金属醋酸盐的添加会进一步增强IFRPP的阻燃性能。IFR和金属醋酸盐之间存在阻燃协效作用。IFR和金属醋酸盐的添加会降低IFRPP的热稳定性,提高高温下的残炭量,金属醋酸盐存在催化成炭作用。IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,金属醋酸盐的添加会进一步降低以上数值。IFR的添加能明显降低IFRPP的火灾危险性,共同添加IFR和金属醋酸盐的IFRPP的火灾危险性最低。     

无卤膨胀橡胶的阻燃性能及热稳定性

利用氧指数仪和垂直燃烧仪,研究聚磷酸铵与季戊四醇(1∶3)组成的膨胀阻燃剂(IFR)对天然橡胶阻燃性能的影响。结果表明,IFR的添加能较明显改善天然橡胶的阻燃性能,IFR质量分数达到40%时,阻燃天然橡胶的极限氧指数数值可达26.2、垂直燃烧级别达到V-0级。通过热重分析仪对比研究了天然橡胶和阻燃天然橡胶的热稳定性,结果表明IFR的添加会降低阻燃天然橡胶的热稳定性,但能提高高温下的成炭率。利用锥形量热仪研究了阻燃前后天然橡胶的燃烧行为,结果表明,IFR的添加能有效降低阻燃天然橡胶的热释放速率、总热释放量、总生烟量和二氧化碳生成量,表现出较好的阻燃抑烟作用。