红磷改性MCA阻燃PA6性能研究

采用红磷对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)进行改性,作为尼龙(PA)6的阻燃剂,研究不同红磷含量改性MCA的结构及阻燃PA6体系的阻燃性能。结果表明,红磷通过干扰三聚氰胺和氰尿酸大平面氢键网络的形成,实现MCA细化。红磷能促进MCA成炭,改性MCA从气相和凝聚相协同阻燃,提高了PA6的阻燃性能。当改性MCA中红磷含量为20%、改性MCA用量为10%时,PA6的阻燃效果最好。     

水滑石对MCA阻燃PA6性能的影响

研究了水滑石对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃聚酰胺(PA6)的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响,讨论了水滑石在MCA阻燃PA6热分解历程和燃烧过程所发挥的作用。结果表明,随着水滑石用量从0%增加到15%,MCA阻燃PA6复合材料的拉伸强度从73 MPa下降到65 MPa,降幅约11%,冲击强度从40 J/m下降到34 J/m,降幅为15%。随着水滑石用量增加,MCA阻燃PA6的复合材料的热稳定性能下降,但材料的防火性能得到提高,另外,随着水滑石用量从0%增加到15%,M CA阻燃PA6的极限氧指数从32%升高到36%。     

MCA与MH阻燃PA-6复合材料性能研究

分别以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和氢氧化镁(MH)为阻燃剂制备了聚酰胺6(PA-6)阻燃复合材料,研究和对比了MCA和MH对复合材料的阻燃性能、力学性能影响.结果表明,当MCA和MH用量同为20份时,PA-6/MCA复合材料的极限氧指数(LOI)达到30.5%,而PA-6/MH复合材料的LOI仅为23.5%,说明MCA的阻燃效率比MH高.同时,PA-6/MCA复合材料的拉伸强度为66.8 MPa,是PA-6/MH复合材料的1.14倍.熔体流动速率PA6/MCA复合材料熔体流动速率达74 g/10min,是PA-6/MH复合材料的4.9倍.     

滑石粉对PA6/MCA体系阻燃性能的影响

研究了滑石粉对聚酰胺6/三聚氰胺氰尿酸盐(PA6/MCA)体系阻燃性能及阻燃机理的影响。燃烧测试结果表明:当滑石粉含量为25 phr时,PA6/MCA/滑石粉复合材料的极限氧指数(LOI)达到28.5%,垂直燃烧测试(UL 94)达到V-0级,相比于PA6/MCA体系均有所提高;同时,燃烧后的试样表面形成了连续、致密的保护层。热重(TG)分析结果表明:滑石粉的引入使PA6/MCA体系的热稳定性下降,但是提高了其质量保留率,而残留的不燃物质起到了凝聚相阻燃作用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:加入了滑石粉的PA6/MCA体系,其燃烧生成的Si—O—C基团富集在材料表面,有利于形成致密的保护层,从而抑制材料的燃烧。     

三聚氰胺氰尿酸盐阻燃PA6复合材料性能研究

以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,制备了聚酰胺6(PA6)阻燃复合材料,采用氧指数、垂直燃烧和热失重(TG)重点研究分析了MCA对PA6复合材料的阻燃性能的影响,同时,考察了MCA对PA6复合体系力学性能和吸水性能的影响。结果表明,当MCA用量为10份时,PA6复合材料的氧指数达到28%,符合难燃材料的要求;TG分析表明,MCA的加入,使复合体系最大分解速率温度升高44℃,提高了PA6的热稳定性,但MCA的促炭能力不强;MCA的加入,复合材料拉伸强度随MCA的加入先增加后降低,而冲击强度逐渐降低;MCA的加入也降低了复合材料的吸水率。     

MCA阻燃PA66的研究

通过扫描电子显微镜、热重分析–傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热等研究了三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃PA66体系的微观形貌与性能。结果表明,MCA在PA66体系中呈片状分布,但随用量的增加有一定的团聚现象;MCA与PA66存在一定的相互作用而使得MCA和PA66的热稳定性均下降,PA66/MCA体系中第二阶段的分解产物与未加MCA的PA66基本相同;MCA具有异相成核作用但会降低结晶速度。同时考察了不同含量MCA、不同加工助剂、着色剂对材料性能的影响。当MCA质量分数为5%~10%时,阻燃等级达到UL 94 V–0级,同时力学性能较好,加工助剂及着色剂中硬脂酸钙、EBS、络合红R297对阻燃性能没有负面影响,但蒙旦酯蜡、PE基黑种、铁红R206对阻燃性能有负面影响。     

SA／CaSt改陛氯氧化镁／MCA阻燃抗熔滴PA6的性能研究

以硫酸镁与氨水为原料,采用硬脂酸／硬脂酸钙作为复合改性剂,合成改性氢氧化镁阻燃剂。将制备的改性氢氧化镁与三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）添加到尼龙（PA6）中,通过挤出造粒制备复合阻燃（PA6）。分别研究不同阻燃剂配比对复合材料力学性能、耐热性能、阻燃性能及机理的影响。结果表明：随着MCA／改性氢氧化镁比例的增大,复合阻燃PA6的拉伸性能与冲击性能均先上升后下降,当两者比例为1：1时,力学性能达到最优。同时,两阻燃剂协同作用,使尼龙6阻燃机理由解聚分解转化为直接炭化分解,有效抑制燃烧流滴现象,提高了复合材料的综合阻燃性能。     

纳米级三氧化二锑与MCA协同阻燃性能对PA6的影响

采用了未经表面改性和经硅烷偶联剂进行表面改性的等离子法纳米级三氧化二锑（Sb2O3）,研究了三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）与纳米级Sb2O3的不同配比对PA6的阻燃效应和力学性能的影响。结果表明：纳米级Sb2O3与MCA的质量比为1．5：8．5时,协效效果较好,氧指数达33％以上,拉伸强度达到73．2MPa,冲击强度变化不大。热重分析显示：协效阻燃体系对尼龙6（PA6）体系的热分解特征有一定的影响。     

花球状锆酸酯改性氢氧化镁/MCA协同阻燃PA6性能

将硬脂酸和硬脂酸钙作为复合改性剂,制得改性氢氧化镁(MH),并用偶联剂(Zr-801)对所得到的粉体进行表面包覆,通过重组自组装合成花球状锆酸酯改性MH。以聚酰胺(PA6)为基体,三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为主阻燃剂,锆酸酯改性MH为协效阻燃剂,制备了PA6复合材料。研究和对比了锆酸酯改性MH的添加量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响,并分析了其阻燃机理。结果表明,锆酸酯改性MH的加入能有效提高体系的力学性能,且添加质量分数6%时达到最优;复合材料的氧指数增大,熔滴现象减弱,成炭效果好,综合阻燃性能提高。     

MCA/MH对PA6热降解行为影响的研究

用热重分析仪(TG)、傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)、扫面电镜(SEM)表征了三聚氰胺尿酸盐(MCA)/氢氧化镁(MH)/聚酰胺6(PA6)三元复合体系的热降解行为、降解产物的红外结构以及燃烧产物的炭层结构。结果表明,MCA/MH二元体系降低了PA6的初始分解温度,改变了PA6的热降解途径,降解过程产生三嗪类物质,有利于体系热稳定性的提高。MH提高了体系燃烧的成炭率,有利于阻燃性的提高。     

尼龙基MCA母粒的制备及其在阻燃尼龙的应用

针对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)粉体对尼龙(PA)进行阻燃改性时,MCA分散性差,材料阻燃性能不稳定的问题,运用特殊的包覆工艺成功制得了PA基MCA母粒。将制得的MCA母粒及MCA粉体分别与PA6或PA66共混挤出,制得阻燃PA材料。对比分析了MCA母粒及MCA粉体阻燃PA6或PA66的垂直燃烧性能和力学性能。结果表明,与MCA粉体相比,MCA母粒可在MCA含量较低的情况下使厚度为0.8 mm及1.6 mm的阻燃PA6或PA66试样的垂直燃烧等级达到V–0级。MCA母粒及粉体对阻燃PA6的弯曲强度和PA66的拉伸强度影响很小,MCA母粒阻燃PA6的拉伸强度较粉体阻燃的高,而阻燃PA66的弯曲强度低;MCA母粒使阻燃PA的缺口冲击强度降低,而MCA粉体对PA的缺口冲击强度影响较小,当MCA含量较低时,MCA母粒阻燃PA的缺口冲击强度明显高于MCA粉体阻燃的PA。制备的MCA阻燃母粒对PA的阻燃效果不受黑色母料的影响,且具有较好的阻燃稳定性。     

无卤阻燃技术在尼龙6中的应用

介绍了近年来国内外阻燃尼龙6(PA6)的发展状况和最新研究进展,指出无卤和绿色环保型阻燃剂是未来发展的主流。本文介绍了含磷、含氮、含硫、含硅阻燃剂的PA6的研究,包括阻燃效果和作用机理,也讨论了一些无机添加阻燃剂,可以认为尚未有理想的方法对尼龙阻燃而又不损失其物理性能。文中提出了今后科研工作的方向和目标。     

高分散型三聚氰胺氰尿酸阻燃尼龙66的研究

针对现有商品化三聚氰胺氰尿酸(MCA)团聚颗粒结构致密、硬度大、在树脂中难分散,以及其阻燃的尼龙(PA)66阻燃和力学性能劣化等问题,采用自行合成的高分散型MCA(FS–MCA)阻燃PA66,借助水基分散实验和扫描电子显微镜研究了FS–MCA颗粒形态、分散行为及分散机理,通过微型燃烧量热分析、垂直燃烧测试及拉伸和冲击性能测试研究了MCA和FS–MCA阻燃PA66材料的燃烧行为、阻燃性能及力学性能。结果表明,与现有商品化MCA相比,FS–MCA具有颗粒间结合力小,团聚颗粒结构疏松的特点,可在PA66树脂基体中实现亚微米尺度的超细化分散;当其质量分数为10%时,FS–MCA阻燃PA66材料的阻燃级别达到UL 94 V–0级(1.6 mm),且其拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到80.6 MPa,11.4%和7.9 kJ/m2,其阻燃和力学性能均明显优于现有商品化MCA阻燃PA66体系。     

Preparation and Combustion Properties of Flame Retardant Nylon 6/Montmorillonite Nanocomposite

Flame retardant Nylon 6 (PA6)/montmorillonite (MMT) nanocomposites have been prepared using direct melt intercalation technique by blending PA6, organophilic clay and conventional fire retardants, such as the melamine cyanurate (MCA) and the combination of decabromodiphenyl oxide (DB) and antimony oxide (AO). Their morphology and combustion properties are characterized by XRD, transmission electron microscopy (TEM), UL‐94 test and Cone Calorimeter experiments. The flame retardant nanocomposites with MCA or DB and AO show lower heat release rate (HRR) peak compared to that of conventional flame retardant PA6. Meanwhile, the synergetic effect was studied between clay and DB‐AO.

TEM of PA‐n nanocomposite.     

焦磷酸哌嗪/MCA对聚丙烯的阻燃作用

通过垂直燃烧试验、极限氧指数(LOI)测定和锥形量热分析,对焦磷酸哌嗪(DPP)与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复合而成的膨胀型阻燃剂(IFR)阻燃聚丙烯(PP)进行了研究。结果表明:当m(MCA):m(DPP)为1.0∶2.5,IFR质量分数为26%时,PP的LOI为34.2%,垂直燃烧试验可通过V-0级;与PP相比,阻燃PP的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)分别降低了91.34%,31.42%。该IFR对PP的阻燃机理与聚磷酸铵基IFR的类似,主要是通过凝聚相阻燃。     

三聚氰胺系阻燃剂在尼龙中的应用

介绍了三聚氰胺系阻燃剂的阻燃机理、协同作用、特点,及其在尼龙中的应用;提出了该类阻燃剂的发展趋势。当三聚氰胺系阻燃剂的添加量为尼龙的10％～30％（质量分数）时,材料的阻燃性能达到UL-94V-0级。     

无卤阻燃增强高流动性尼龙6的研究

采用高流动性尼龙(PA)6为原料,制备了一系列玻璃纤维(GF)增强无卤阻燃PA6材料。考察了材料配方和挤出工艺对改性材料阻燃性能、力学性能、热性能及熔体流动速率(MFR)的影响,并对其原因进行了分析。结果表明,与普通PA6相比,高流动性PA6由于熔体黏度低、MFR高,有利于无卤阻燃剂和GF在基体材料内的混合和分散,因此在同样配方和工艺条件下,显示出更好的阻燃效果与更优的力学性能。     

含磷氮膨胀型阻燃剂的合成及其阻燃尼龙11的性能

以马来酸酐、三聚氰胺和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种新型膨胀型阻燃剂,并通过熔融共混法制备了阻燃尼龙11。对阻燃剂的结构进行了表征,并研究了阻燃尼龙11的燃烧性能、力学性能、热性能和燃烧后炭层微观形貌。结果表明,当阻燃剂质量分数为20%时,阻燃尼龙11的极限氧指数达到30%,并且在进行垂直燃烧时达到离火自熄。随着阻燃剂含量的增加,阻燃尼龙11的质量保持率呈上升趋势,当阻燃剂质量分数为20%时,阻燃尼龙11在700℃时的质量保持率为10.18%,与纯PA11相比,提高了9.7%,但是阻燃尼龙11的拉伸性能与冲击强度均呈下降趋势。阻燃尼龙11燃烧后的成炭效果显著。     

Improvement of Flame Retardant Properties of Polyurethane Composites Using Microencapsulation Technology

One kind of microencapsulated flame retardant containing melamine polyphosphate(MPP) and hydrophobic resin layer as core and shell material was synthesized by in situ polymerization technology. The structures and properties of microencapsulated MPP were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and water contact angle. Thermal behaviors of the composites containing microencapsulated MPP were analyzed by thermogravimetric analysis. Flame retardant tests indicated that the microencapsulated MPP with the polymer resin led to an improvement of the hydrophobicity. Results revealed that the flame retardancy of the composites was improved at the same fillers loading through the microencapsulation technology, which the char yields reached (~26.9wt%) and flame retardance grade (LOI-38%) with optimized MPP addition (~40%) to polymer matrix.