拉伸流场下APP/ATH/ZS复合阻燃剂对UHMWPE阻燃抑烟性能的影响

将聚磷酸铵(APP)、氢氧化铝(ATH)与锡酸锌(ZS)复配成不同的复合阻燃剂，在基于拉伸流场的偏心转子挤出机(ERE)中将复合阻燃剂与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行熔融共混，成功制备出兼具良好阻燃性能和抑烟性能的无卤阻燃复合材料。通过极限氧指数测试、扫描电子显微镜分析、热重分析、垂直燃烧测试、锥形量热测试等手段对所制备的复合材料进行表征。结果表明：拉伸流场有利于填料在UHMWPE中的分散，促进填料与UHMWPE的界面结合；对比UPE/AA-x和UPE/AA-x/ZS-y两种阻燃体系，ZS的加入降低了复合材料的热释放总量和烟雾释放总量。相较于UPE/AA-20,UPE/AA-19.0/ZS-1.0的烟释放总量(TSR)降低了65.2%,热释放量(THR)由20 MJ/m²降低至10 MJ/m²。残炭率由18.15%提升至22.46%,形成了更加连续完整致密的炭层，综合提高了复合材料的阻燃及抑烟性能。     

锥形量热法研究木质素基膨胀型阻燃剂对环氧树脂阻燃抑烟效果

以来自自然界储量第二的木质素作为膨胀型阻燃剂的基体,通过接枝氮、磷元素成功合成碳源、酸源、气源三位一体的木质素基膨胀型阻燃剂（Lig-T）,实现了良好的阻燃性能。将Lig?T按照不同含量添加到环氧树脂（EP）中制备EP/Lig-T复合材料,以锥形量热测试考察复合材料的热稳定性能和阻燃性能,并重点考察复合材料在接近真实火灾事故时的热释放和烟释放规律。结果表明,当Lig-T含量为20 %（质量分数,下同）时,复合材料的热释放速率峰值为1 374 kW/m²、热释放总量为41.63 MJ/m²、烟释放总量为1 634 m²/m²,与EP参比试样的数值相比,均呈现下降的趋势,燃烧结束的残炭率从4.26 %增至10.01 %。基于气相和凝聚相的协效阻燃机理,木质素作为膨胀型阻燃剂的碳源使得复合材料在高温条件下具备更好的成炭效果,在燃烧过程中形成稳定且致密的炭层结构,在实现高效阻燃的同时减少有毒烟气的释放,降低火灾的危害。     

硼酸锌协同膨胀型阻燃剂改性电缆用EVA复合材料的制备与性能

为了改善电缆用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的阻燃性能，通过掺杂硼酸锌(ZB)和膨胀型阻燃剂(IFR)，制备了EVA改性复合材料。结果表明：EVA中ZB掺杂量为15份时，制备的复合材料综合性能最优。EVA/ZB-15复合材料的拉伸强度为21.4 MPa，与EVA相比提高了35.4%。EVA/ZB-15复合材料的极限氧指数(LOI)为28.6%，达到UL94 V-0等级。EVA/ZB-15复合材料的热释放速率峰值为272 kW/m²，与EVA相比降低了32.2%；总热释放量为103 MJ/m²，与EVA相比降低了29.9%；产烟总量为15.6 m²，与EVA相比下降了39.1%,EVA复合材料具有较好的阻燃效果。     

磷-氮-锡膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯的性能研究

在三嗪成炭剂和聚磷酸铵复配基础上,添加少量羟基锡酸锌(ZHS)作为协效剂,复配成磷-氮-锡(P-N-Sn)膨胀阻燃剂,通过热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94测试、锥形量热仪以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同质量分数的P-N-Sn体系对PP复合材料阻燃抑烟性能及炭层结构的影响。实验结果表明,三嗪成炭剂-聚磷酸铵(TCA-APP)质量分数为26%时,阻燃PP复合材料在800℃时的残炭率提高了8.54%,最大热失重速率(MMLR)降低了44%,LOI由纯PP的18.8%提升至27.2%,UL94垂直燃烧等级达到V-0级,峰值热释放速率(pHRR)由599.79 kW/m²降至277.40 kW/m²,热释放总量(THR)由141.23 MJ/m²降至133.68 MJ/m²;ZHS的加入提升了P-N-Sn体系的阻燃和抑烟性能,添加0.5%的ZHS,残炭率提升至13.15%,SEM显示材料表面形成了致密的炭层,LOI达到32%,同时抑烟性能也得到了体现,热释放速率和总热释放量进一步降低...     

粉煤灰及其与红磷复配阻燃EVA复合材料的性能

以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,粉煤灰(FA)为复配阻燃剂,通过添加协效阻燃剂红磷(RP)制得EVA/FA/RP复合材料。采用极限氧指数(LOI)测试、锥形量热仪测试、烟密度测试等研究了复合材料燃烧性能和生烟性能,并探讨了其阻燃及抑烟机理。结果表明:w(EVA)为50%,w(FA)为47%,w(RP)为3%时,制备的复合材料的LOI最高,达到了25.6%;与纯EVA相比,复合材料的热释放速率、质量损失、烟生成速率均显著降低,表现出良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均表现出良好的抑烟性能。     

磷酸硼协效膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃性能的研究

在膨胀型阻燃剂（IFR）中添加不同比例的协效剂磷酸硼（BP）制备复合阻燃剂,将复合阻燃剂加入聚丙烯（PP）中,制备阻燃PP复合材料。通过垂直燃烧、极限氧指数测试、锥形量热测试、热重分析和力学性能测试对PP复合材料进行表征。结果表明：BP对IFR具有显著的协同阻燃效果。当添加2%BP和13%IFR时,PP/IFR/BP复合材料（样品4#）阻燃性能最佳,燃烧等级达到V-0,极限氧指数达到30.8%。样品4#的热释放速率峰值、平均热释放速率、总产烟量和总释放热与加入15%IFR的阻燃PP相比,分别降低19.51%、4.40%、34.00%和6.87%,700℃时样品4#的质量保留率增加50%。燃烧过程中,PP/IFR/BP复合材料的硼元素在凝聚相中催化IFR交联成炭,较未添加BP的复合材料,PP/IFR/BP炭层膨胀程度更高且更致密。BP协效剂的添加降低了阻燃剂的添加量,明显提升复合材料的力学性能。     

水滑石及其与硅胶复配阻燃EVA复合材料的性能研究

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,水滑石(LDHs)为复配阻燃剂,通过添加协效剂硅胶(SG)制得EVA/LDHs/SG复合材料。采用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪测试(CCT)、烟密度测试(SDT)等手段对复合材料的燃烧性能和生烟性能进行了研究,并初步探讨了相应的阻燃及抑烟作用机理。LOI结果显示:ELS-4的LOI值最高达到了29.8%。CCT结果显示:复合材料相较于纯EVA热释放速率、质量损失、烟生成速率均有显著降低,体现出良好的阻燃性能。烟密度结果显示:在点火和未点火情况下,复合材料均体现出良好的抑烟性能。     

晶须增韧EVA/PE⁃LD/ATH复合材料的阻燃性能研究

制备了晶须增韧乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/低密度聚乙烯/氢氧化铝（EVA/PE-LD/ATH）复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）、氧指数仪、锥形量热仪（CCT）、万能拉力机和高阻计等对添加不同晶须的EVA/PE-LD/ATH复合材料的微观结构、阻燃性能、力学性能和电学性能进行了表征。结果表明,ATH颗粒在复合材料中未出现明显团聚,复合材料中晶须呈交错分布并与基体界面结合致密;晶须对复合材料阻燃性能的提高源于晶须热解产物网络状骨架对炭层的增强作用;碱式硫酸镁晶须（MHSH）、硼酸铝晶须（ABW）和硫酸钙晶须（CSW）添加质量比为13.5∶6.75∶6.75的复合材料的800 ℃质量保留率为32.7 %,极限氧指数为26.8 %,热释放速率峰值为364.4 kW/m²,总热释放量为20.8 MJ/m²,总烟释放量为187.2 m²/m²,阻燃性能相对最优;MHSH具有降低复合材料热释放速率峰值、总烟释放量和增强复合材料拉伸强度的作用,而CSW能够延迟点燃时间,减弱出现轰燃的趋势,但增大了总烟释放量,同时,CSW还具有提高复合材料断裂伸长率的增韧作用;混合晶须对复合材料拉伸强度、邵氏硬度和电绝缘性能的影响有限。     

红磷母粒与氢氧化镁协效阻燃高抗冲击强度聚苯乙烯研究

采用红磷母粒与氢氧化镁协效阻燃制备无卤高抗冲聚苯乙烯复合材料.利用万能试验机测试复合材料的力学性能,利用水平-垂直燃烧仪与氧指数测定仪测试复合材料的阻燃性能.结果表明,在协效阻燃剂添加分数相同时,红磷母粒与氢氧化镁的配比分数对复合材料的力学性能与阻燃性能均有影响.     

ADP/A-SEP复配体系对EVA/MPE线缆复合材料的改性研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对海泡石(SEP)进行表面处理制得A-SEP,并同二乙基次磷酸铝(ADP)复配用作乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/茂金属聚乙烯(MPE)线缆复合材料的阻燃改性剂。考察了ADP/A-SEP复配体系组成对EVA/MPE线缆复合材料拉伸性能、阻燃性能和加工流动性的影响。结果表明,ADP虽能明显改善EVA/MPE线缆复合材料的阻燃性能,但对拉伸性能负面影响较大。A-SEP同ADP具有较好的协效阻燃效果,且能够同时改善EVA/MPE线缆复合材料的拉伸性能。当ADP添加量为25%、A-SEP添加量为3%时,EVA/MPE线缆复合材料的拉伸强度与断裂伸长率分别为11.43 MPa和689%;极限氧指数(LOI)达到32%,初始热降解温度和残炭率分别为352.89℃和5.75%,体积电阻率为2.63×10¹³Ω·cm。此外A-SEP添加量不超过3%时,其对EVA/MPE/线缆复合材料的加工流动性影响不大。     

Synergistic effect between hollow glass beads and aluminium hydroxide in flame retardant EVA composites

Abstract

Flame retardant ethylene vinyl acetate (EVA) composites were prepared based on different contents of hollow glass beads (HGBs) and aluminium hydroxide (ATH) in this paper, and the flame retardant properties were studied using limiting oxygen index, UL-94 test and cone calorimeter test respectively. The results showed that EVA-4 with 1·0 wt-%HGBs has the lowest heat release rate, total heat release and smoke production rate among all samples, and HGBs could promote to form a compact char layer on the surface of the sample. It indicates that there is an obvious synergistic flame retardant effect between HGBs and ATH in this composite.     

低烟无卤阻燃TPO/MH复合体系性能研究

采用两种偶联剂（KH570和JN114）对氢氧化镁（MH）进行表面改性,并以热塑性聚烯烃弹性体（TPO）为基体树脂,制得TPO/MH复合体系材料。探讨了偶联剂种类,MH用量对材料的力学性能和阻燃性能影响。力学性能测试结果表明,经KH570改性的复合体系拉伸强度明显比JN114改性的复合体系高,随着MH用量增加,拉伸性能下降;阻燃性能测试结果表明,两种偶联剂改性后的复合体系氧指数（OI）相差不大,随着MH份数增加,氧指数逐渐增大,MH份数为90时,在具有很好的拉伸强度和断裂伸长率的同时,材料燃烧时无滴落,白烟稀疏,氧指数（OI）达到27.9,为难燃材料,综合效果最佳;TG分析结果表明,在400℃时,材料的热失重速率最大;500℃和700℃的残炭率分别为42.22%和37.66%。     

阻燃EVA热熔胶的制备及其在线缆修复中的应用研究

选取二乙基次膦酸铝、焦磷酸二三聚氰胺和氢氧化铝为阻燃剂,制备了用于老化线缆快速修复的阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）热熔胶,并对热熔胶材料的阻燃性能及线缆修复后的阻燃性能和绝缘性能等进行了测试和表征。结果表明,当3种阻燃剂的质量比为1:1:3,总添加量为50%（质量分数,下同）时,阻燃热熔胶通过垂直燃烧测试UL 94 V-0级且测试过程中无滴落,极限氧指数为27.1%;与纯热熔胶相比,阻燃热熔胶的热释放速率和总热释放量均大幅降低,阻燃体系发挥了很好的协同阻燃作用;修复后线缆的体积电阻率为1.15×1015Ω·m,热熔胶在线缆表面具有良好的成膜性和黏附力,线缆弯折过程中热熔胶不开裂、不脱落;燃烧过程中,修复后的线缆表面形成了膨胀的炭层,能有效保护线缆。     

TPS/EVA泡沫复合材料的制备及其阻燃与力学性能

以热塑性淀粉(TPS)为成炭剂与聚磷酸铵(APP)、可膨胀石墨(EG)复配组成膨胀型阻燃剂,通过熔融密炼、开炼塑化、硫化发泡制备了热塑性淀粉/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(TPS/EVA)泡沫复合材料,探讨了TPS用量对泡沫复合材料阻燃性能、力学性能的影响。结果表明,TPS的加入显著提高了TPS/EVA泡沫复合材料阻燃性能,可起到良好的成炭作用;TPS/EVA泡沫复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度随着TPS用量的增加呈现先增大后减小的趋势,相对密度则是小幅度上升。当TPS用量为6%时,TPS/EVA泡沫复合材料综合性能最好,其LOI可达26.5%且UL-94为V-0级,拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及相对密度可达2.395 MPa、177.48%、10.59 N·mm^-1、0.21452。     

氢氧化镁与有机膨润土协同阻燃EVA的研究

通过熔融共混法制备了乙烯-乙酸乙酯共聚物(EVA)／膨润土纳米复合材料,采用垂直燃烧仪、锥形量热仪和热重分析等手段,研究了氢氧化镁和膨润土对无卤阻燃EVA的协同阻燃效应。结果表明,与EVA／氢氧化镁混合物相比,EVA／膨润土／氢氧化镁体系的阻燃性能明显提高,熔体滴落明显降低,火焰强度明显降低,点燃时间大幅度延长,热氧稳定性显著提高。EVA／膨润土／氢氧化镁(100／3／147,质量份数)体系具有较好的阻燃性能,垂直燃烧性能达到UL-94V-0级,最高热释放速率降低到142．4kW／m2,点燃时间延长到145s。     

化学交联EVA/NBR阻燃复合材料的燃烧行为及力学性能

以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）/丁腈橡胶（NBR）为主体,氢氧化镁[Mg(OH)2）]和红磷（RP）为阻燃剂制备了无卤阻燃EVA/NBR复合材料,通过力学性能测试、热重分析以及燃烧行为表征（极限氧指数和锥形量热分析）研究了交联剂过氧化二异丙苯（DCP）以及马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）对EVA/NBR复合材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,含有10份相容剂EVA-g-MAH的交联材料,其拉伸强度可达到17.4 MPa,断裂伸长率可达到1236 %;材料的热分解温度从321.6 ℃提高到327.0 ℃,残炭量从10 %提高到了32.1 %;极限氧指数达到33.5 %且热释放速率峰值从941 kW/m2降到了690 kW/m2;通过扫描电子显微镜对复合材料的断面形貌进行了观察分析,发现材料断裂表面填料分散均匀。     

A novel phytic acid based flame retardant to improve flame retardancy,hydrophobicity and mechanical properties of linear low-density polyethylene

Exploiting high phosphorus content of phytic acid, it was grafted onto magnesium hydroxide (MH) by neutralization reaction to obtain MGPA, a flame retardant. A current study investigated the effect of MGPA on hydrophobicity, flame retardancy, and mechanical properties of MGPA-linear low-density polyethylene (LLDPE) composites. The LLDPE composite with 50 parts of MGPA has the better flame retardancy and thermal stability with a limiting oxygen index of 23.3%, which is higher than that of neat LLDPE (17%). In addition, MGPA could effectively promoted LLDPE to form a continuous and compact char residue during combustion, which reduce the peak of heat release rate and total smoke production value of LLDPE composite by 70% and 36%, respectively, and the char residue rate increase to 67.5%. Furthermore, the maximum of loss-rate showed by LLDPE composite with MGPA reduce to 1.25%/min while the value of LLDPE composite with MH is 1.8%/min. Meanwhile, the LLDPE composite with MGPA show remarkable elongation at break and hydrophobicity, which are 398% and 99°, respectively. In addition, this study presents a substantial flame retardancy and interfacial compatibility of MGPA for extending the applications of flame-retardant LLDPE composites.     

磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯密封胶性能的影响

研究了磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯(PU)密封胶性能的影响。研究结果表明,聚磷酸铵(APP)与间苯二酚双-(二苯基磷酸酯)(RDP)复合磷系阻燃剂对氢氧化镁阻燃PU密封胶具有良好的协效作用;当m(APP)∶m(RDP)=6∶4时,阻燃PU密封胶的综合性能较好,此时该密封胶的氧指数由28.9提高到31.7、垂直燃烧级别也由FV-1级提升到FV-0级(3.2mm)、拉伸强度为2.7MPa、断裂伸长率为376%且邵A硬度为56。     

Enhanced flame retardancy,smoke suppression,and acid resistance of polypropylene/magnesium hydroxide composite by expandable graphite and microencapsulated red phosphorus

Low flame retardant efficiency and poor acid resistance of filled polymer composites are two main drawbacks of magnesium hydroxide (MH) as a flame retardant (FR). To solve these problems, expandable graphite (EG) and microencapsulated red phosphorus (MRP) were introduced into polypropylene/magnesium hydroxide (PP/MH) composite by melt compounding. The obtained PP/MH/EG/MRP quadruple composite was studied regarding its fire behavior as well as acid resistance. Obvious flame retardant synergism among MH, EG, and MRP is found in PP, which diminishes the loading of FR from 63.0 to 37.5 wt% to obtain V-0 rating in UL-94 test and low smoke release. Compact intumescent char with high thermo-oxidative stability was generated on composite surface, which plays a vital role in flame retardancy. The removal of MH by acid erosion on PP/MH/EG/MRP composite surface does not affect production of intumescent char and fire behavior of this composite. The composite displays good fire retardancy, smoke inhibition, and acid resistivity concurrently. This article renders an easy and cheap route to overcome the main faults of MH.     

碱式碳酸镁阻燃LDPE/EVA的性能研究

用硬脂酸对碱式碳酸镁进行表面改性,加入到低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的混合物中制备阻燃复合材料。研究了碱式碳酸镁对LDPE/EVA的阻燃及力学性能影响。用扫描电镜(SEM)和热失重(TG)分别表征阻燃复合材料的微观形貌和热性能。结果表明,碱式碳酸镁经过表面改性后,由亲水性变成了亲油性,且当加入的碱式碳酸镁份数为150份时,阻燃复合材料的拉伸强度13.1 MPa,弯曲强度5.0 MPa,冲击强度3.27 kJ/m2,断裂伸长率9.4%,氧指数31.6%。