聚磷酸酯三聚氰胺在玻璃纤维增强尼龙6中的阻燃性能研究

以聚磷酸酯三聚氰胺(MPP)、改性烷基苯酚甲醛树脂(MAR)为阻燃剂,通过二者之间的协同效应改善尼龙6/玻璃纤维(PA6/GF)复合材料的阻燃性能。采用熔融共混法制备了添加不同MPP/MAR用量的PA6/GF复合材料,通过测定极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、炭层形貌研究了二者的协同阻燃机理,并测试了PA6/GF复合材料的力学性能。结果表明:当MPP/MAR用量比为10/10时,LOI达到最大值29.3%,垂直燃烧等级为V-0级,热释放速率最低,仅为116.3 kW/m~2;添加MPP及MAR对于提高PA6/GF复合材料的力学性能具有一定作用。     

几种含磷阻燃剂对高抗冲聚苯乙烯/氢氧化镁复合材料燃烧性能的影响

分别将微胶囊红磷(MRP)、聚磷酸铵(APP)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)通过熔融共混方法加入到高抗冲聚苯乙烯/氢氧化镁(HIPS/MH)复合材料中,制备了一系列含有不同含磷阻燃剂的HIPS/MH复合材料。采用垂直燃烧实验、极限氧指数实验(LOI)和锥形量热仪测试(Cone)研究了复合材料的燃烧性能。结果表明:与HIPS/MH复合材料相比,MRP阻燃剂用量为6.7%时,HIPS/MH/MRP复合材料的垂直燃烧级别由原来的无级别升至V-0级,LOI由原来的21.3%提高到23.5%,热释放速率峰值(PHRR)由271 k W/m~2降至175k W/m~2,平均热释放速率(AHRR)由134 k W/m~2降低到81 k W/m~2,总热释放量(THR)由111 MJ/m~2下降到64MJ/m~2,表明MRP与MH对HIPS有非常明显的协同阻燃作用。相比之下,APP和RDP对HIPS/MH复合材料的阻燃性能无显著影响,这两种含磷阻燃剂与MH之间无协同阻燃作用。此外,HIPS/MH/MRP复合材料具有良好的加工性能。     

阻燃PLA复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将二乙基次膦酸铝（ADP）引入聚乳酸(PLA)中,制备了一系列阻燃聚乳酸复合材料(FR-PLA)。在此基础上,采用热重分析、极限氧指数、UL 94垂直燃烧、微型量热测试研究了二乙基次膦酸铝对阻燃聚乳酸复合材料热稳定性、阻燃性能以及燃烧性能的影响。结果表明,ADP可以有效提高复合材料的阻燃性能,30 %（质量分数,下同）的ADP使得PLA/ADP30通过UL 94 V-0级别,极限氧指数达到31.6 %（体积分数,下同）; ADP使得阻燃PLA复合材料的初始分解温度降低,但明显提高复合材料的成炭性; ADP使得复合材料的热释放速率峰值明显下降,PLA/ADP30热释放速率峰值为290 W/g,相对于PLA下降37.1 %,明显降低复合材料的火灾危险性。     

一种新型烷基磷系阻燃剂的合成及其在尼龙6中的应用

以次磷酸钠为原料合成异丁基次磷酸铝(A-MBPa)阻燃剂,利用氢核磁(1H NMR)、磷核磁(31P NMR)、元素分析、等离子发射光谱仪(i CP)及红外光谱仪确定了A-MBPa的结构,并通过熔融共混法制备出AMBPa阻燃尼龙6(PA6)复合材料。采用热重分析仪(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及锥形量热仪等方法对其热性能及阻燃性能进行了表征。结果表明,随着A-MBPa添加量的增加,PA6/A-MBPa复合材料的热稳定性降低,热重测试后残余量增多;当A-MBPa添加量为20%时,PA6/A-MBPa复合材料的LOI为26.4%,UL94达到V-0级,且形成明显的炭层,此外PA6/A-MBPa复合材料的力学性能呈现出随着A-MBPa添加增多而降低的趋势。结果表明,A-MBPa在阻燃PA6体系中是一种有效的阻燃剂。     

环保型无卤阻燃剂在PA6材料中的应用

以聚酰胺(PA) 6为基体材料,添加二乙基次膦酸铝(ADP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,通过熔融共混制备无卤阻燃PA6复合材料。采用水平垂直燃烧仪、氧指数测定仪、万能材料试验机以及热重分析仪研究了ADP和MCA用量对无卤阻燃PA6阻燃性能、力学性能、热降解行为的影响,并采用扫描电子显微镜观察了燃烧后炭层的形貌,探讨了ADP与MCA间的协效阻燃作用。结果表明,制备的阻燃PA6复合材料均能达到UL94 V–0阻燃级别;当ADP添加量为18%时,极限氧指数(LOI)可达33.3%;当添加14% ADP时,ADP/MCA复配阻燃体系的LOI值保持在31%以上;MCA对ADP产生协效阻燃作用,MCA的加入使得热分解温度降低,加速了PA6在燃烧时的成炭,改善了炭层结构,并使PA6具有较好的力学性能。     

含磷阻燃剂与硼酸锌协效阻燃聚酰胺11的研究

以二乙基次磷酸铝(DEAP),三聚氰胺磷酸盐(MP)和硼酸锌(ZB)为阻燃体系对聚酰胺11(PA11)进行阻燃改性。通过极限氧指数、垂直燃烧测试(UL 94)和锥形量热仪以及热失重分析研究了阻燃体系构成对复合材料阻燃性能与热稳定性的影响,采用红外光谱对残炭成分进行分析。结果表明,添加20 % DEAP时,复合材料的极限氧指数达到28 %,UL 94 测试达到V-2级, 添加13 %DEAP/7 %MP和12.5 %DEAP/7 %MP/0.5 %ZB时,复合材料的极限氧指数可达到29 %,UL 94测试达到V-1级;DEAP对PA11的热释放速率及总热释放量有显著的控制作用,MP和ZB的加入进一步提升其阻燃性能;DEAP/MP/ZB协同使用时残炭的膨胀性、强度及致密性最好;ZB的加入使残炭中的羟基含量增加,应该是ZB的分解所致。     

苯并嗪协效二乙基次磷酸铝阻燃PA66的研究

以双酚A型苯并嗪(BOZ)为成炭协效剂,二乙基次磷酸铝(ADP)为阻燃剂,通过熔融共混制备了阻燃尼龙66(PA66)复合材料。通过垂直燃烧测试(UL94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热(Cone)、SEM以及TGA等考察了复合材料的协同阻燃性能及作用机制。结果表明:BOZ和ADP具有良好的协同阻燃效应。适量BOZ的引入不但可以提高材料的阻燃性能,还可以改善材料的热稳定性,并且对材料的力学性能影响不大。添加占体系质量分数0.3%BOZ和质量分数7.7%ADP时,ADP/BOZ阻燃PA66复合材料的垂直燃烧达到UL94V-0级,LOI达到了32.8%,拉伸强度、弯曲强度分别为81.52、111.11 MPa。阻燃机理研究表明:ADP/BOZ和ADP都是以气相阻燃作用为主的气相和凝聚相协同阻燃机制。     

MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6性能的影响

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/多壁碳纳米管/十溴二苯乙烷-三氧化二锑(PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3)阻燃复合材料,通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL 94)、热重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等方法研究了不同质量比的MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料阻燃性能、热稳定性、力学性能以及非等温结晶行为的影响。结果表明:MWNTs的加入起到异相成核剂的作用,提高了复合材料的结晶速率且改变复合材料的晶型,同时使复合材料的热稳定性能得到改善。其中,当MWNTs含量为1%、DBDPE-Sb2O3含量为15%时,PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料的LOI可达30.72%,垂直燃烧等级达到FV-0级,同时复合材料具有较好的力学性能。     

环氧树脂包覆MPP阻燃EVA的研究

通过原位聚合法制备了以环氧树脂(EP)为壁材,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)为芯材的环氧包覆三聚氰胺聚磷酸盐(EPMPP),将其与二乙基次磷酸铝(ADP)复配后制备了阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料,并对阻燃材料材料进行了极限氧指数、UL 94垂直燃烧测试以及热失重分析表征。结果表明,当ADP与EPMPP质量比为2:1、添加量为40%(质量分数,下同)时,阻燃复合材料的极限氧指数达到最高值31%,UL 94垂直燃烧测试达V-0级;EVA/ADP/EPMPP阻燃复合材料的初始分解温度为303℃,850℃时残炭量为18%,较EVA/ADP/MPP阻燃复合材料有较大幅度的提高。     

苯并噁嗪协效二乙基次磷酸铝阻燃PA66复合材料的制备及性能

以双酚A型苯并噁嗪（BOZ）作为成炭协效剂，与二乙基次磷酸铝（ADP）复配,通过熔融共混制备了阻燃尼龙66（PA66）复合材料。通过垂直燃烧测试（UL94）、极限氧指数（LOI）、锥形量热（Cone）、扫描电镜（SEM）以及热分析（TG/DTG）等考察了复合材料的协同阻燃性能及作用机制。结果表明：BOZ和ADP具有良好的协同阻燃效应。适量BOZ的引入不但可以提高材料的阻燃性能，还可以改善材料的热稳定性，并且对材料的力学性能影响不大。添加0.3wt%BOZ和7.7wt%ADP时，ADP/BOZ阻燃PA66复合材料的垂直燃烧达到UL94 V-0级，LOI达到了32.8%，拉伸强度、弯曲强度分别为81.52、111.11MPa。阻燃机理研究表明：ADP/BOZ和ADP都是以气相阻燃作用为主的气相和凝聚相协同阻燃机制。     

微胶囊红磷及其协同阻燃PA6复合材料研究

以三聚氰胺甲醛树脂为囊材,红磷为芯材,过硫酸铵为催化剂,制备了具有核壳结构的微胶囊红磷(MRP),同时复配三氧化二锑(Sb_2O_3)、聚溴苯和玻璃纤维(GF),采用熔融挤出法制备了不同配方的聚酰胺6(PA6)复合材料,研究了复合材料的力学性能与阻燃性能。结果表明:当分散剂聚乙二醇400质量分数为2%,反应3 h时,MRP自燃温度达到469℃;阻燃剂总量相同时,在GF增强PA6基体中同时加入MRP、助阻燃剂(Sb_2O_3或聚溴苯),得到的复合材料比单独加入MRP具有更好的阻燃性能;且当PA6∶MRP∶Sb_2O_3∶GF为100∶15∶5∶30时,PA6复合材料的极限氧指数为29.4%,垂直燃烧等级达到V-0级,冲击强度达到最佳值2.95 kJ/m~2。     

包覆型MCA/PA6复合材料的制备及其阻燃性研究

以水为反应介质、无水乙醇为溶剂,将正硅酸四乙酯(TEOS)制备成二氧化硅(SiO_2)溶胶,利用溶胶的网络结构对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)进行表面包覆,制备出包覆型MCA阻燃剂;通过熔融共混方式,将包覆前后MCA与聚己内酰胺(PA 6)切片混合制备成不同阻燃剂含量的阻燃PA 6复合材料;采用红外光谱仪X射线光电子能谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、垂直燃烧法和极限氧指数法等研究了阻燃PA 6复合材料的结构、热性能及阻燃性能。结果表明:SiO_2溶胶成功接枝在MCA表面,且主要分子结构没有发生改变;随着阻燃剂含量的增加,PA 6复合材料的熔点均有降低,但下降幅度较小;包覆型MCA在材料燃烧过程中能够有效参与成炭,在材料表面形成致密的保护层,增强PA 6复合材料的凝聚相阻燃效果,提高其阻燃性能;随着阻燃剂含量增加,PA 6复合材料的阻燃性逐步提高,添加包覆型MCA质量分数为8%时,PA 6复合材料阻燃性可达到UL-94 V-0等级,极限氧指数为28%。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

碳纳米管的表面修饰对PA6的影响

利用多巴胺(DOPA)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面改性后得到MWNTs-PDA,通过熔融共混的方法制备MWNTs-PDA/DBDPE/Sb_2O_3/PA6复合材料。通过傅里叶红外变化光谱(FTIR)和极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热失重分析(TGA)和力学性能测试等方法分别研究了MWNTs的表面修饰情况和不同浓度多巴胺修饰的MWNTs对MWNTs-PDA/DBDPE/Sb_2O_3/PA6复合材料阻燃性能、热稳定性能及力学性能的影响。结果表明:随着多巴胺浓度的增加,复合材料的阻燃性能随之逐渐增大,热稳定性能变化不大,力学性能则呈先增大后减小的趋势。当多巴胺浓度为3 g/L时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为73.84、89.96 MPa、9.23 k J/m~2。     

改性三氧化二锑协效二乙基次磷酸铝阻燃PA6研究

采用硅烷偶联剂（KH560）对三氧化二锑（Sb₂O₃）进行表面改性处理,并将其协效二乙基次磷酸铝（ADP）应用于聚酰胺6（PA6）阻燃研究。采用傅里叶变换红外光谱和热失重分析对改性Sb₂O₃进行表征,运用垂直燃烧、氧指数、锥形量热仪、热分析以及扫描电子显微镜和拉曼光谱等对阻燃PA6进行了阻燃性能及机理分析。结果表明,改性 Sb₂O₃与Sb₂O₃相比,与ADP具有更好的协同阻燃效应,其作用机制主要是在气相发挥阻燃作用;当ADP含量为8 %,改性Sb₂O₃含量为2 %时,阻燃PA6复合材料的UL 94等级达到V?0级,极限氧指数达到33.8 %。     

阻燃聚氨酯弹性体复合材料的制备及性能研究

以次磷酸铝（AHP）和三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）为阻燃剂,采用熔融共混法制备了一系列阻燃聚氨酯弹性体复合材料（FR-TPU）,采用热失重分析、极限氧指数、UL 94 垂直燃烧测试、锥形量热测试、力学性能测试、扫描电子显微镜研究了FR-TPU复合材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能和炭渣形貌。结果表明,AHP与MCA复配可明显提高FR-TPU复合材料的热稳定性、成炭率和阻燃性能;TPU/AHP-MCA20的极限氧指数为30.5 %,并达到UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别下降至436 kW/m2和55.5 MJ/m2,拉伸强度和断裂伸长率分别为25.45 MPa和588.3 %;AHP与MCA复配可明显提高TPU/AHP-MCA20炭渣的致密性,从而有效抑制燃烧区域物质及能量交换,提高复合材料的火灾安全性。     

4A分子筛和SiO2对EVA/IFR复合材料性能的影响

以聚磷酸铵(APP)复配季戊四醇(PER)为膨胀型阻燃剂(IFR)制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/IFR复合材料,通过极限氧指数仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜研究分析了4A分子筛和SiO2的加入对复合材料阻燃性能、热稳定性能及复合材料残炭表面形貌的影响。结果表明,加入4A分子筛可以明显提高复合材料的极限氧指数,当添加1份4A分子筛时,复合材料的极限氧指数达到31%,比未添加时提高了2%;4A分子筛的加入使复合材料在燃烧过程出现熔融滴落现象;继续加入SiO2可以进一步提高复合材料的极限氧指数,当添加3份SiO2时,复合材料的垂直燃烧测试达到V-0级。     

THEIC成炭剂在ABS复合材料中的运用

针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的易燃性,利用3-(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)/硅包裹聚磷酸铵(Si-MCAPP)制备了新型膨胀阻燃剂(IFR),提高了ABS树脂的阻燃性和热稳定性,并通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧(UL-94)测试、热重分析(TG)和锥形量热仪(CONE)等测试方法表征复合材料。研究结果表明,当IFR中THEIC与Si-MCAPP的质量比为1∶2时,ABS复合材料的阻燃性最佳,LOI值达到29. 7%,UL-94通过了V-1级,TG与CONE测试表明,相比于纯ABS,复合材料的残炭率从2. 9%增加到24. 3%,最大热释放速率(PHRR)从734. 3 k W/m2降低到280. 7 k W/m2,总热释放量(THR)从93. 5 MJ/m2降低到43. 5 MJ/m2,总烟释放量(TSP)降低了39. 8%,燃烧形成的炭层更加致密和完整。     

PP-g-MAH增容膨胀阻燃聚丙烯体系的研究

利用熔融共混制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/马来酸酐接枝聚丙烯(PP/IFR/PP-g-MAH)阻燃复合材料。通过极限氧指数、热重分析、扫描电子显微镜及力学性能测试研究了PP-g-MAH对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性、微观形貌及力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH作为相容剂,当添加5 %的PP-g-MAH时,复合材料的极限氧指数达到30 %, 垂直燃烧达到UL 94 V-0级;随着PP-g-MAH含量的增加,阻燃剂和基体PP之间的界面作用力提高,体系的拉伸强度和弯曲强度均有提升,冲击强度减小幅度不大;与未加PP-g-MAH的复合材料相比,添加相容剂的复合材料成炭率明显提高。     

热氧老化时间对PA6/LGF/BEP复合材料性能的影响

探究了160℃温度下不同热氧老化时间对溴化环氧树脂(BEP)阻燃长玻纤增强尼龙6(PA6/LGF/BEP)复合材料性能的影响。通过热重分析(TGA)、氧指数(LOI)及锥形量热仪测试,分析了不同热氧老化时间下PA6/LGF/BEP复合材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能。结果表明:热氧老化时间的延长对PA6/LGF/BEP复合材料的热稳定性影响不大,但热氧老化时间的延长使复合材料的氧指数由25%降低到23.2%,最大热释放速率由138 kW/m~2增加到316 kW/m~2,火势增长指数由1.31 kW/(m~2·s)增加到3.01 kW/(m~2·s),这表明随着热氧老化时间的延长,该复合材料的阻燃性能下降,火灾安全性逐渐降低。