Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中，通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明，添加6%（质量分数，下同）的PPAP时，材料的LOI值为27.9%，垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级；当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合，总添加量为5%时，材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级；极少量Ni-MOF的加入，有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明，在相同阻燃剂添加量下，EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量，与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低；Ni-MOF的引入，降低了材料的燃烧强度，减少了烟气的释放；Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联，将更多的磷留在了凝聚相中，促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层，有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放，从而提高了EP材料的火安全性能。