无卤阻燃长玻纤增强尼龙66的制备及性能表征

以二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和氧化铈(CeO_2)为阻燃协效剂制备了无卤阻燃长玻纤增强尼龙66(LGF/PA66)复合材料。当LGF/PA66/ADP/MPP/CeO_2质量比为30/55/10/3/2时,制备的复合材料垂直燃烧可以达到UL-94 V-0等级。扫描电镜和锥形量热仪分析测试表明:MPP通过气相阻燃可以有效地抑制玻纤的灯芯作用,CeO_2可以催化PA66成炭,使炭层更致密,同时降低了最大热释放速率,具有良好的阻燃协效作用。     

三聚氰胺聚磷酸盐/硼酚醛协效体系阻燃PA66/GF复合材料的研究

采用氮磷型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与硼改性酚醛树脂(BPF)组成的复合阻燃体系对玻纤(GF)增强尼龙66( PA66)复合材料进行阻燃,获得了阻燃性能优异、力学性能良好的增强复合材料,研究了协效阻燃剂BPF/MPP配比、BPF/MPP用量及GF用量对阻燃复合材料阻燃性能的影响,采用微型燃烧量热和质量保持率分析方法研究了阻燃复合材料的燃烧及成炭行为,对复合阻燃剂的协效机理进行了讨论.结果表明,当BPF在BPF/MPP中的质量分数为15％时,添加25％ BPF/MPP复合阻燃剂可使20％ GF增强PA66复合材料达到V-0( 1.6 mm)阻燃级别,极限氧指数增加至25.3％,拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度分别为116 MPa,132 MPa,7.1 kJ/m2.该复合材料可满足高性能无卤阻燃的使用要求.     

无卤阻燃PA6复合材料阻燃性能和流变行为研究

以尼龙6(PA6)为基体材料,以多聚磷酸蜜胺(MPP)/双磷酸哌嗪为复合阻燃剂制备无卤阻燃PA6复合材料。采用扫描电镜观察了无卤阻燃PA6复合材料燃烧物表面的炭层形貌,分析了阻燃剂在PA6中的阻燃机理,研究了MPP用量对无卤阻燃PA6复合材料阻燃性能和流变行为的影响。结果表明:MPP质量分数为10%时,无卤阻燃PA6复合材料的极限氧指数达到33.8%,燃烧热为24.96 k J/g,燃烧后残留物质量保留率为18%。流变研究表明,随着MPP用量增大,无卤阻燃PA6复合材料的表观黏度降低。随着MPP用量增大,促进了燃烧炭层生成,产生了良好的阻燃协同作用。     

焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇对聚丙烯的阻燃作用机理研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇(PP/MPP/PER)复合材料,研究了MPP/PER对PP阻燃性能的影响,并通过热重分析(TGA)和红外光谱(FTIR)对其阻燃机理进行了探究。结果表明:MPP/PER对PP具有良好的阻燃作用。当MPP/PER用量为25%、且其质量比为3:1时,阻燃PP的极限氧指数(LOI)达到29.0%;平均热释放速率(AHRR)、热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)和最大比消光面积(PSEA)较纯PP明显下降。MPP/PER对PP的阻燃机理为:当基体受热燃烧时,MPP与PER发生脱水酯化、交联成炭反应,并在NH3作用下发泡膨胀,形成均匀多孔的膨胀炭层,覆盖在PP基体表面,阻隔氧气、可燃气体和热量的传输;同时,体系释放出NH3和水蒸气等不燃性气体,稀释了可燃性挥发物的浓度,有效地抑制了燃烧。     

ADP/MPP对EVA阻燃性的影响

研究了不同配比二乙基次膦酸铝(ADP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的膨胀阻燃剂(IFR)对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃性能的影响。结果表明:ADP/MPP对EVA阻燃性影响很大,当IFR质量分数达到40%、ADP与MPP质量比2/1时,阻燃EVA体系阻燃效果最好,极限氧指数达30%,UL-94达到V-0级。研究了阻燃EVA体系的热分解特性,同时使用扫描电镜和拉曼光谱对材料燃烧后的残渣膨胀层进行了表征。结果表明,当IFR质量分数达到40%、ADP与MPP的质量比为2/1时,残炭量达18%,形成的炭层具有好的隔热、隔氧效果。     

聚苯醚与红磷母粒无卤阻燃玻纤增强PA46的研究

采用聚苯醚(PPE)与红磷母粒(MRP)复配阻燃,并使用玻璃纤维进行增强,制备了无卤阻燃玻纤增强尼龙46(PA46)复合材料。研究了不同配比PPE/MRP及其用量对阻燃玻纤增强PA46复合材料性能的影响。结果表明,当PPE/MRP质量分数为12%且质量比=1/1时,能够在添加较少量的MRP的情况下得到较好的阻燃效果,达到UL94 V-0级(1.6 mm)。热失重分析(TG)表明材料的残炭率与其阻燃性能有很好的对应关系;残炭率低的试样,其阻燃性能也低,只达到V-1级;而残炭率高的试样,阻燃性能可达到V-0级。随着PPE添加量的逐渐增加,玻纤增强阻燃PA46的各项力学性能都有不同程度的提高;当PPE和MRP质量分数均为6%时,玻纤增强阻燃PA46垂直燃烧后形成的炭层平整性和致密性都较好,炭层表面孔隙较少,起到较好的阻燃效果,试样的力学性能和热变形温度都达到最佳,起到了很好的协同效应。     

硼酸锌对氮磷协效阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响

为提高三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸盐(OP)协效阻燃玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)的综合性能,引入少量的无机阻燃剂硼酸锌(ZB)作为协效剂,系统研究了不同添加量的ZB对阻燃材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和白度的影响。结果表明,当MPP和OP的总添加量为15%,复配0.5%的ZB时,阻燃GF增强PA66的垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V–0级,且热释放总量由MPP/OP体系的15.4 k J/g降为13.7 k J/g;ZB的引入促进了连续、致密炭层的形成,增强了凝聚相阻燃;ZB增强了阻燃材料的热稳定性,ZB复配量为1.0%的阻燃材料的初始降解温度提高到了301℃,有效避免了加工过程中的降解;当ZB添加量为1.0%时,阻燃材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别为100.9 MPa和4.22 k J/m~2,均优于未添加阻燃剂的纯GF增强PA66;同时,样品的白度得到了明显提升,有利于阻燃GF增强PA66的工业化应用。     

微胶囊红磷对高抗冲聚苯乙烯的阻燃作用及机理

通过熔融共混法制备了一系列不同组成的高抗冲聚苯乙烯/微胶囊红磷(HIPS/MRP)复合材料,利用垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热分析等方法研究了复合材料的阻燃性能;采用红外光谱、拉曼光谱和扫描电镜研究了燃烧残余物的结构和组成。结果表明:在HIPS基体中加入少量MRP可使聚合物的阻燃性能提高,加入过多MRP会降低聚合物的阻燃性能;MRP能够促进HIPS在燃烧时成炭,其炭层中含有P—O键;燃烧残余物中的一部分碳原子以类似石墨的层状结构存在,另一部分碳原子则以无定形碳形式存在;少量MRP添加到HIPS中,其阻燃作用主要发生在气相,而用量较多时复合材料成炭性增强,阻燃作用主要发生在凝聚相。但由于残炭质松多孔,其凝聚相阻燃作用较弱,无法使材料自熄。     

三聚氰胺包覆聚磷酸铵阻燃环氧树脂的研究

研究了三聚氰胺包覆聚磷酸铵(MPP)与季戊四醇(PER)阻燃环氧树脂的燃烧性能。通过热重分析初步探讨了MPP/PER阻燃剂对环氧树脂的阻燃机理。结果表明:MPP/PER对环氧树脂具有很好的阻燃作用,能有效提高环氧树脂的氧指数和垂直燃烧性能,降低环氧树脂的热释放速率,使燃烧过程变得稳定,降低环氧树脂的火灾危险性。热重分析表明:添加了阻燃剂以后,环氧树脂的初始分解温度降低,残炭量显著增加,阻燃剂发挥了凝聚相阻燃的作用。     

氨基磺酸胍对尼龙6阻燃性能的影响

以氨基磺酸胍(GAS)为阻燃剂制备了无卤阻燃尼龙6(PA6)复合材料。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)以及热失重分析仪(TGA)研究了GAS对尼龙6阻燃性能与热稳定性的影响,通过TGA-FTIR联用分析复合材料热氧化分解释放的气体产物。结果表明:加入9%的GAS后,材料的氧指数提高到31.9%,垂直燃烧达到V-0等级,GAS能同时在气相和固相中起到阻燃作用,在气相中释放不可燃性气体,在固相中促进残炭的生成。     

成炭剂和分子筛协同MPP对PA6的阻燃性研究

将聚磷酸三聚氰胺(MPP)作为阻燃剂阻燃PA6,研究了高效成炭(剂CFA)和4A分子筛对MPP阻燃PA6性能的影响,并通过热失重分(析TGA)对材料进行了表征。结果表明:CFA和4A分子筛对MPP具有协效阻燃作用,加速了PA6阻燃时的成炭化学反应,改善了炭层结构。当阻燃体系中添加26%的MPP、4%的CFA和2%的4A分子筛时P,A6的氧指数可达到35%,垂直燃烧通过UL94 V—1级。     

Synergistic effect of melamine polyphosphate with macromolecular charring agent novolac in wollastonite filled PA66

In this article, macromolecular charring agent linear novolac (NA) was served as a synergist with nitrogen‐phosphorous flame retardant melamine polyphosphate (MPP) for the flame‐resistance of wollastonite (WT) filled polyamide 66 (PA66). The investigations showed that MPP/NA system possessed obvious synergistic effects by increasing the charring rate and amount, therefore, showing much higher flame retardancy than the filled PA66 flame retarded with MPP alone. The corresponding char layer structure of MPP/WT/PA66 and MPP/NA/WT/PA66 was investigated and their difference was analyzed. In addition, as a multifunctional additive, NA could act as a compatibilizer and lubricant in the system, and endowed the material with improved mechanical performance and processability. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

氧化锌对膨胀阻燃聚丙烯的影响

研究了协效剂氧化锌（ZnO）对聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、氰尿酸三聚氰胺（MCA）膨胀阻燃聚丙烯（PP）体系的阻燃协效作用。采用氧指数（LOI）、热失重法（TG）、锥形量热仪（Cone）、红外光谱（FTIR）等手段分析了ZnO对膨胀阻燃PP的影响。结果表明，氧化锌可提高该体系的LOI和阻燃性能，还可促进阻燃体系形成炭层，且可提高其炭层的强度，该体系氧化锌最佳用量应为1．0份。     

ZnO对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用

以ZnO为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了ZnO用量对PP阻燃性能和协效作用的影响。结果表明:添加少量的ZnO即可显著提高PP的阻燃性能。当MPP、PEPA和ZnO添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数高达29.5%。TGA、FTIR分析和体式显微镜观测结果表明:添加ZnO可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进体系成炭,形成更致密的炭层,从而提高材料的阻燃性能。     

硅锡协同阻燃尼龙6

采用氯化亚锡(SnCl2)/聚氨丙基苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)复合阻燃剂阻燃改性尼龙6(PA6)。测定了阻燃PA6的氧指数(LOI),利用锥形量热仪测定了阻燃PA6的释热速率、总释热量、有效燃烧热等多种阻燃参数,并用扫描电镜(SEM)观察了阻燃PA6残炭的形貌。实验表明,当SnCl2用量为4%,PAPSQ用量为1%时,PA6的LOI为31%,PA6的释热速率、总释热量和有效燃烧热均明显下降,PAPSQ对SnCl2有协同阻燃效果。     

Effect of Phosphorus-Based Flame Retardants and PA6 on the Flame Retardancy and Thermal Degradation of Polypropylene

The investigation mainly focuses on the effect of polyamide 6 (PA6) and phosphorus based flame retardants (FRs) on improving the flame retardancy of polypropylene (PP). The flame retardant properties have been studied by limiting oxygen index, vertical burning test tests and cone calorimeter testing. The results demonstrate that PA6 and FRs can greatly improve the flame-retardant and thermal properties of PP. It’s found that the addition of PA6/APP/FRs can promote the formation of stable intumescent char layers. Those indicate that the flame retardancy of PA6/APP/FRs/PP composites is improved by the condensed-phase action of PA6/APP/FRs.     

纳米SiO_2对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)为复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)。研究了MPP/PEPA质量比和纳米SiO2用量对PP复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:当MPP:PEPA=3:2时,协效阻燃效果最好,添加少量的纳米SiO2即可提高PP复合材料的阻燃和力学性能;当MPP、PEPA、纳米SiO2添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数达28.5%,并具有较好的力学性能。TGA和EDX结果表明:添加少量纳米SiO2可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进PP复合材料成炭,保留更多的磷。SEM分析表明:添加少量的纳米SiO2可稳定炭层和加固泡孔,增强炭层隔热隔氧的能力。     

氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂(APP/PER)对PP阻燃和力学性能的影响。研究表明,当APP/PER质量比为20/10,ZnO的质量分数为1．3%时,阻燃PP的LOI值达到最大；同时阻燃PP的拉伸强度和冲击强度比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP燃烧时降解过程加快并生成更多的剩炭,形成稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。SEN的形貌观察表明,加入ZnO的试样燃烧炭膜孔径较小、孔膜较厚。