绿色阻燃玻纤增强尼龙6技术

上海化工研究院的科技人员以合成高聚合度的聚磷酸蜜胺为主阻燃剂，以自制的阻燃剂为协同阻燃剂，复配成新型无卤膨胀性阻燃剂ANTI-9。研究了不同摩尔比的蜜胺／磷酸合成的聚磷酸蜜胺对玻纤增强尼龙（PA）6阻燃性能的影响。结果表明，当蜜胺／磷酸的摩尔比为1．2时合成的聚磷酸蜜胺的阻燃性能最好，且产率和耐水性也比较好。在玻纤增强PA6中添加25％-30％的ANTI-9时，其阻燃性能可以达到UL94V-0级，且阻燃玻纤增强PA6的综合性能达到国外同类产品的指标。     

溶剂法合成MPP及其阻燃玻纤增强尼龙66的研究

以强极性有机胺为反应介质,通过三聚氰胺与多聚磷酸的成盐反应一步合成磷氮复合型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)。考察了反应温度、反应时间和加料方式等对MPP阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响,发现在MPP质量分数为25%时所得材料的阻燃性能达到UL94(1.6mm)V-0级,拉伸强度和缺口冲击强度分别达120MPa和6.7kJ/m2。研究了体系的阻燃机理,为解决玻纤增强尼龙材料的玻纤“烛芯效应”及阻燃材料难以兼具阻燃性能和力学性能的难题提供了新方法。     

玻纤增强阻燃PA6复合材料的制备与研究

从磷-氮系阻燃剂、阻燃剂类型、协效阻燃剂三个方面制备和研究了高冲击强度、高阻燃性能的玻纤增强阻燃尼龙6(PA6)复合材料。结果表明:三种方法都可以达到阻燃V-0;在溴-锑阻燃基础上,添加磷-氮系阻燃剂,可以提高玻纤增强阻燃PA6的阻燃性,但是会降低力学性能;红磷阻燃制备的复合材料的冲击性能最好;溴-锑阻燃制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最高,冲击性能最低;有机次膦酸盐制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最低,冲击性能适中;协效阻燃剂可以降低溴-锑的含量,降低材料成本,阻燃性能保持不变,拉伸强度和弯曲强度略有下降,冲击性能略有上升。得出如下结论:红磷阻燃剂质量分数是6%,以及F2400∶三氧化二锑∶协效阻燃剂质量分数比=17∶5∶2时,玻纤增强阻燃尼龙6复合材料的冲击性能最好,阻燃性达到UL94(1.6 mm)V-0。     

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。     

阻燃低气味增强尼龙的研究

制备了阻燃低气味的增强尼龙。分析了玻纤加入、尼龙类型和尼龙处理方式对尼龙力学性能的影响;并研究了阻燃剂种类和用量对玻纤增强尼龙性能的影响,最后研究了除味剂种类和用量对玻纤增强尼龙性能的影响。结果表明:短纤增强PA66具有较高的刚性和韧性;PA66经烘烤后所得玻纤增强PA66的刚性较高,而PA66不经烘烤所得玻纤增强PA66的韧性较高;红磷对玻纤增强的PA66阻燃效果好,且不对其力学性能产生影响;随着红磷阻燃母粒用量的增加,玻纤增强PA66的阻燃性能先变好后变差,在红磷用量为21份时达到最佳;凹凸棒石和红磷对玻纤增强PA66有优异的协同阻燃作用,当凹凸棒石用量为在4份时,达到最佳。SW-120和尼龙塑料除味剂同时使用,对玻纤增强PA66的气味有显著的改善。     

湿热老化对二乙基次膦酸铝阻燃增强PA66的影响研究

研究湿热老化对无卤阻燃玻纤增强尼龙66(FR/PA66/GF)的影响,其中无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝(Al Pi)复配聚磷酸三聚氰胺(MPP)。研究发现材料的阻燃性能在湿热老化后有所提升,但MPP在湿热老化过程中水解析出大量三聚氰胺晶体,向体系中引入一定比例的芳香尼龙6I/6T,通过限制PA66分子链运动,可以有效改善阻燃剂的析出行为。同时,芳香尼龙的引入可以提升材料的成炭能力,从而提升材料的阻燃性能。     

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂ANTI-6用ANTI-6对聚丙烯（PP）进行阻燃改性。研究了阻燃剂ANTI-6中聚磷酸铵的微胶囊包覆；考察了阻燃剂对PP的阻燃性能、力学性能和耐水性等的影响。结果表明：包覆的聚磷酸铵粒度均匀致密，热稳定性提高；PP中添加25％ANTI-6阻燃剂可以获得良好的阻燃效果，氧指数达到30，阻燃性达UL94V～0级，改性PP具有优越的综合性能，耐热水性优于国外同类产品。     

聚磷酸三聚氰胺对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂——聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66进行阻燃,以氧指数和垂直燃烧(UL94)评价了其阻燃作用;以热失重测定了材料的热分解性能;以扫描电镜观察了材料残炭的结构;并探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。试验表明,单一MPP对玻纤增强PA66有良好的阻燃效果,当添加25％时,阻燃材料的氧指数为38,0％,达到UL94V-0级;MPP参与了玻纤增强PA66的降解过程,在材料表面形成了致密的隔热、隔氧的泡沫炭层。     

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂ANTI-6,用ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃剂ANTI-6中聚磷酸铵的微胶囊包覆;考察了阻燃剂对PP的阻燃性能、力学性能和耐水性等的影响。结果表明:包覆的聚磷酸铵粒度均匀致密,热稳定性提高;PP中添加25%ANTI-6阻燃剂可以获得良好的阻燃效果,氧指数达到30,阻燃性达UL94V-0级,改性PP具有优越的综合性能,耐热水性优于国外同类产品。     

阻燃玻纤增强尼龙66的研制及其应用

研究红磷阻燃母粒对玻纤增强尼龙66(PA66)阻燃性能的影响。结果表明,当红磷阻燃母粒的用量为14份时,玻纤增强PA66的阻燃等级可达到FV-0级;当红磷阻燃母粒的用量为12份并加入9份增容剂及少量氢氧化铝和氢氧化镁时,玻纤增强PA66具有较优异的综合性能,用该材料制作的空调继电器外壳和底板取得较好的使用效果。     

Preparation of polyamide resin‐encapsulated melamine cyanurate/melamine phosphate composite flame retardants and the fire‐resistance to glass fiber‐reinforced polyamide 6

In this study, melamine cyanurate (MCA)/melamine phosphate (MP) composite flame retardants were synthesized in the solution of phosphoric acid/polyamide 6 (PA6). Phosphoric acid acted as the solvent of PA6, catalyst of melamine‐cyanurate self‐assembly reaction and reactant of melamine‐phosphoric acid reaction. With the consumption of the acid, the pH value of the system increased, and the solved PA6 precipitated on the surface of the flame retardant particles to form polymeric encapsulation. This technology realized the synthesis and surface modification of the flame retardants in one process. The catalyst and solvent, phosphoric acid, was finally converted into the product MP, and need no an additional removing process. The encapsulated MCA/MP (EMCMP) composite flame retardants were successfully applied in the fire‐resistance to glass fiber (GF)‐reinforced PA6. Because the encapsulated layer of EMCMP was also PA6, good interfacial compatibility and effective dispersion of EMCMP in PA6 resin can be obtained, and the corresponding flame retardant materials showed excellent flame retardancy and mechanical performance. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 1773–1779, 2006     

水滑石对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF性能的影响

研究了聚溴化苯乙烯(PBS)对玻纤增强尼龙6(PA6/GF)阻燃和力学性能的影响,并采用锥形量热仪研究了改性水滑石(HT)对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF抑烟作用和燃烧时热释放速率的影响。结果表明,随PBS用量增加,PA6/GF的氧指数增加,阻燃性提高,当PBS质量分数为20%时,PA6/GF的垂直燃烧达到FV-0级;HT燃烧后形成多孔、大比表面积的镁铝复合氧化物,能够有效吸附材料燃烧过程中产生的炭微粒,对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF具有显著的抑烟作用。当HT质量分数为5%时,烟释放速率降低27.6%,且对阻燃PA6/GF的力学性能影响不大。另外,HT使PA6/GF的氧指数和相比漏电起痕指数(CTI)提高。     

玻纤增强阻燃PTT工程塑料的研制及应用

研制了一种30%玻纤增强阻燃聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)工程塑料,重点考察了增韧剂、结晶成核剂、其它聚酯及溴锑复合阻燃剂对PTT性能的影响。结果发现,在PTT中添加适当的结晶成核剂、增韧剂及其它聚酯,不但使PTT材料的加工流动性得到改善,综合性能大幅提高,还可以提高其结晶度,加快结晶速率,促进制品定型,缩短生产周期;添加12份溴(锑)复合阻燃剂可以使PTT的阻燃级别达到FV-0级。     

磷酸三聚氰胺聚丙烯酸盐膨胀型阻燃剂的制备及性能研究

采用三聚氰胺(MEL)、磷酸(PA)等原料,合成了磷酸三聚氰胺(MP),并将其与聚丙烯酸(PAA)反应,制备了磷酸三聚氰胺聚丙烯酸盐(MPPAA)膨胀型阻燃剂(IFR)。通过红外光谱分析(FTIR)、元素分析(SEM-EDAX)等方法对阻燃剂的结构和元素组成进行了表征,并采用氧指数法、垂直燃烧法、拉力试验等手段检测了环氧树脂(EP)/MPPAA复合材料的阻燃、力学性能。结果表明:当原料中—COOH和—NH2的摩尔比为2:1时,MPPAA收率可达到77.7%,其N元素含量约为39.37%;EP/20%MPPAA阻燃复合材料的氧指数为30%,阻燃等级可达到UL94V-0级;另外,由于形成了互穿聚合物网络(IPN),EP/MPPAA复合材料还具有较高的拉伸性能和韧性。     

季戊四醇磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及应用

以磷酸、季戊四醇和三聚氰胺合成了无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸酯蜜胺盐,并对产物进行了差热和热失重及红外分析。结果显示,该阻燃剂在266℃有一吸热分解峰,显示出较好的稳定性;根据残炭率确定的合成最佳条件为:n(磷酸)∶n(季戊四醇)∶n(三聚氰胺)=2~2.5∶1∶1.8~2.2;合成温度100~110℃;反应时间4~6 h;以此阻燃剂添加到不饱和聚酯里,添加18份时阻燃级别可达UL-V0级。该阻燃剂具有分解温度适中,阻燃效率高等优点。     

Melamine polyphosphate/silicon‐modified phenolic resin flame retardant glass fiber reinforced polyamide‐6

The halogen‐free flame retardance of glass fiber reinforced polyamide‐6 (PA6) is an everlastingly challenge due to well‐known wick effect. In this research, a novel system composed of a nitrogen–phosphorous flame retardant, melamine polyphosphate combined with a macromolecular charring agent, silicon‐modified phenolic resin (SPR), was employed to flame‐retard glass fiber reinforced PA6. It exhibited obvious synergistic effect between the two components at a proper ratio range. The flame retardance of the composites can be remarkably improved due to the increased amount and improved thermal stability of the produced char. The flame resistance tests indicated that the synergism system with an optimized ratio achieved V0 (1.6 mm) rating of UL94, 25.2% of Limited Oxygen Index, and only 338.2 W/g of the heat release peak rate. The corresponding synergistic mechanisms were investigated by the characterizations including the thermal gravimetric analysis, carbonation test, and the char morphology observation. It confirmed that the introduced SPR could accelerate the carbonation of PA6 resin, which was in favor of the construction of denser and more continuous charring structure. In addition, the flame retardant materials also indicated the acceptable mechanical properties, showing the advantages in the overall performance. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

无卤阻燃改性增强尼龙6性能的研究

采用自制的无卤阻燃剂（IFR）对30％玻纤增强尼龙6复合材料进行阻燃改性,研究了IFR的不同加入量对复合材料阻燃性能、力学性能以及热性能的影响。结果表明：当IFR加入量为25％时．阻燃复合材料的极限氧指数（LOI）达到31,阻燃级别为V-0级,而拉伸强度为78．86MPa,冲击强度为5．06kJ／m^2,材料综合性能比较优异。热重分析（TGA）数据表明,IFR的加入,改变了复合材料的热分解行为,改善了成炭效果。     

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.     

三聚氰胺和磷酸对大豆蛋白纤维的阻燃研究

用三聚氰胺和磷酸协同体系对大豆蛋白纤维（天鹅绒,38％大豆蛋白纤维／38％棉／24％涤纶）进行阻燃处理（主要对天鹅绒制品中的大豆蛋白纤维的处理）,并采用了限氧指数（LOI）、剩炭率、热分析、扫描电子显微镜（SEM）等方法对处理前后大豆蛋白纤维的阻燃性能及其热降解机理进行了研究．对比未阻燃的样品,阻燃处理后的大豆蛋白纤维的剩炭率、氧指数升高,热降解起始温度降低,阻燃性得到明显改善．     

阻燃玻璃纤维增强PA6的紫外光稳定性

分别将三聚氰胺氰尿酸盐、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯和次磷酸盐作为阻燃剂对尼龙6(PA6)进行阻燃玻璃纤维增强改性,采用热失重分析仪、水平垂直燃烧测定仪、分光测色仪对PA6复合材料的热降解行为、阻燃性能和紫外光老化后色差值(△E)进行了分析.结果表明,阻燃剂的引入提升了PA6复合材料的阻燃性能,但是降低了复合材料的热稳定...