DOPO接枝氢氧化镁阻燃聚丙烯研究

采用自制的DOPO接枝氢氧化镁(MH)复合型阻燃剂(D-MH)制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)材料。采用微型量热(MCC)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)研究了D-MH与MH的协同作用及其对材料阻燃性能、热释放总量及速率、热降解历程的影响。结果表明,接枝率仅为3.6%的D-MH阻燃体系即可表现出显著的催化成炭作用,使树脂热降解速率大幅降低。D-MH阻燃PP材料的LOI可达31.8%,其最大热释放速率(PHRR)和总热释放速率(THR)分别为496 W/g和18.9 kJ/g,相比于相同添加量的未改性MH阻燃聚丙烯树脂下降了19 W/g和0.7 kJ/g,表现出阻燃协同效应;另外,D-MH的表面有机化也提高了其与树脂相容性,使阻燃PP材料力学性能有所改善,更具综合性能优势。     

氨基硅油对氢氧化镁及有机蒙脱土阻燃LLDPE的影响

用氢氧化镁(MH)和有机蒙脱土(OMMT)作为阻燃剂制备了阻燃线型低密度聚乙烯(LLDPE),研究了氨基硅油(ASO)对阻燃LLDPE力学性能及阻燃性能的影响。通过锥形量热仪(CONE)和热失重分析(TGA)对材料进行了表征。结果表明:ASO提高了阻燃性能和抑烟效果。当ASO用量为2%时,阻燃LLDPE的热释放速率峰值(pHRR)和平均热释放速率(mHRR)分别降低到169.6kW/m2和86.7kW/m2,比加入ASO前下降了20.5%和9.7%;烟产生速率峰值(pSPR)和总生烟量(TSP)分别降低到0.017m2/s和0.4m2。此外,ASO提高了材料的断裂伸长率和冲击强度。     

羟基锡酸锌-还原氧化石墨烯杂化材料与氢氧化镁对PVC的协效阻燃作用

将自制的羟基锡酸锌（ZHS）还原氧化石墨烯（RGO）杂化材料（ZHS-RGO）和氢氧化镁（MH）协效应用于软质聚氯乙烯（PVC）中。通过氧指数测定仪、微型量热测定仪和锥形量热仪分析了ZHS和ZHS-RGO杂化材料分别与MH协效对软质PVC阻燃及消烟性能的影响。结果表明,ZHS和ZHS-RGO与MH协同应用在PVC中具有很好的协同阻燃抑烟效果;样品PVC/10ZHS-RGO/5MH的热释放速率峰值为436 kW/m2,烟释放总量为23.62 m2,相比于PVC/10ZHS/5MH分别降低了38.8 %和12.0 %;杂化材料中的RGO具有良好的物理阻隔作用。     

聚磷酸酯膨胀阻燃剂复配有机蒙脱土阻燃改性环氧树脂

以间苯二胺为固化剂,聚苯氧基磷酸210氢9氧杂磷杂菲对苯二酚酯（POPP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂, 复配质量分数为1 %有机蒙脱土（OMMT）为膨胀阻燃体系,对环氧树脂（EP）进行阻燃改性。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪同步热分析仪、锥形量热等研究改性EP的阻燃性能、热性能和力学性能。结果表明,当膨胀阻燃体系（2.5 %POPP/APP+1 %OMMT）添加量为3.5 %时,改性EP可达UL 94 V-0级,同时LOI为25.2 %;当膨胀阻燃体系添加量为11 %时,改性EP的LOI值进一步升高到31.7 %;阻燃剂的加入,使EP的初始分解温度略有降低,但残炭量明显增加;POPP/APP/OMMT的加入很大程度上降低了EP的热释放速率、烟释放量和平均热释放速率。     

建筑用增强改性聚氨酯泡沬的制备与性能分析

为了强化建筑用硬质聚氨酯泡沫（RPUF）的防火性能,本次研究在硬质聚氨酯泡沫中加入氢氧化铝（ATH）和可膨胀石墨（EG）两种阻燃剂,进而制备出ATH/EG复配改性RPUF。在此基础上,针对ATH/EG复配改性RPUF微观形貌、热释放情况和烟释放情况进行检测。经实验研究发现,ATH/EG复配改性RPUF体现出了较为显著的协同阻燃效果,相较于未改性RPUF来说,其热释放速率峰值和烟释放速率峰值均下降了50%以上。     

磷硅复合物的制备及其改性Mg(OH)_2阻燃LLDPE的研究

用9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化(物DOPO)与γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)制备了新型磷硅复合物(P-Si),并以P-Si改性的氢氧化镁(MH)制备阻燃线型低密度聚乙烯(LLDPE),研究了P-Si用量对LLDPE阻燃性能和力学性能的影响。通过锥形量热仪(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)等对材料进行了表征。结果表明:P-Si在改善MH与基体树脂相容性的同时,与MH有很好的协同阻燃作用。当P-Si用量为MH的5%时,阻燃LLDPE的氧指(数OI)从30.0%提高到36.5%,热释放速率峰值(pHRR)和平均热释放速率(mHRR)也大幅度下降。     

OMMT和EG/MH协同阻燃LLDPE的研究

采用氢氧化镁(MH)、膨胀石墨(EG)和有机蒙脱土(OMMT)为阻燃剂制备了无卤阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE),研究了OMMT对LLDPE/EG/MH阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:少量OMMT的加入,可以有效改善LLDPE/EG/MH的力学性能、阻燃性能和热稳定性。当OMMT质量分数为3.0%时,LLDPE/EG/MH/OMMT的拉伸强度和冲击强度分别为1.4 MPa和26.5 kJ/m~2;极限氧指数为35.0%,符合UL-94 V-0级;其热释放速率峰值、平均热释放速度、生烟速率和总生烟量比LLDPE/EG/MH的低。     

新型含N和P阻燃剂的合成及其在环氧树脂中的阻燃机理研究

文章以对苯二甲醛、对苯二胺和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）为原料,采用一锅法合成了一种新型含P和N的高效阻燃剂PABD。探究PABD的含量对环氧树脂（EP）阻燃性和力学性能的影响。结果表明：PABD具有较高的热稳定性和成炭率,PABD的加入提高了EP的阻燃性。EP中添加7%PABD可达到V-0级,极限氧指数（LOI）可达到35.5%,热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）相较纯EP分别下降24.8%和28.2%,具备优异的阻燃效率。当PABD的添加量为7%,EP7的拉伸强度可达65.70 MPa,相较于纯EP的57.0 MPa提高15.3%。合成的PABD不仅可提高EP的阻燃性能,还能够提高EP的力学性能,PABD有望在EP中获得广泛应用。     

自制高效无卤含磷阻燃剂阻燃环氧树脂研究

采用自制的阻燃剂双｛4-［4-（4-氨基苄基）苯氨基］ ［（6-氧二苯并［c,e］［1,2］氧磷菲?6?基）甲基］苯基｝苯基膦酸酯（DOP-DDM）,以及DOP?DDM与金属氧化物复合,分别用于制备高效阻燃环氧树脂（EPM）。通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）和锥形量热燃烧试验评价了阻燃性能,利用热失重分析和动态热机械分析研究了热性能,热失重与红外光谱仪联用、扫描电子显微和拉曼光谱分析了阻燃机理。结果表明,DOP-DDM的引入会降低阻燃EPM的起始降解温度,但不会影响其玻璃化转变温度,提高了残炭率、储能模量、损耗模量和阻燃性能;DOP?DDM添加量为4.7 %（质量分数,下同）,磷含量仅0.37 %,阻燃EPM的LOI 值为33.5 %,UL 94达V-0 级,热释放速率峰值、总热释放量和总烟释放量分别降低了23.2 %、17.8 %和12.4 %;3.7 %的DOP-DDM与1.0 %的Al₂O₃复合,阻燃EPM达UL 94 V-0级,不仅热释放速率峰值和总烟释放量进一步降低,而且CO和CO₂毒气分别降低了7.7 %和17.2 %。     

MoO_3在聚烯烃/MH-EG阻燃体系中的协效作用研究

以氢氧化镁(MH)和可膨胀石墨(EG)为阻燃剂制备了阻燃聚烯烃(PO)材料,研究了三氧化钼(MoO_3)在该体系中的阻燃协效作用。结果表明:当MH添加量为40%时,阻燃PO的极限氧指数(LOI)仅为24.4%,继续加入6phr EG后,阻燃PO的LOI提高至28.2%,但不能提升材料的垂直燃烧等级。在PO/MH-EG体系中加入1 phr MoO_3后,材料的LOI达到29.5%,并通过UL 94V-0测试。此外,热重分析(TGA)和锥形量热(Cone)数据显示,MoO_3的加入可以促使材料提前交联成炭,提高材料的残炭率。与PO/MH-EG体系相比,PO/MH-EG-MoO_3阻燃材料的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放速率峰值(PSPR)分别降低了40.98%和56.76%。     

改性高岭土对不饱和聚酯树脂的阻燃抑烟性能

用二甲基亚砜、尿素、醋酸钾和氨基硅烷等化合物对高岭土进行改性,用作不饱和聚酯树脂(UPR)的阻燃剂,利用锥形量热法研究了不同改性高岭土对UPR的阻燃抑烟性能,用扫描电镜和热重分析仪研究了UPR燃烧后残炭的微观形貌和阻燃机理.结果表明,改性高岭土能提高UPR的阻燃性能,其中尿素改性高岭土的阻燃抑烟性最好,提高UPR热稳定性的效果最佳,其热释放速率峰值、总生烟量、CO和CO_2产率比纯UPR分别降低了14.9%,59.1%,30.8%和29.6%;其次是氨基硅烷改性高岭土,二甲基亚砜改性高岭土和醋酸钾改性高岭土效果最差.     

少量增容剂对膨胀阻燃PP/POE共混复合体系性能的影响

为提高聚丙烯(PP)材料的热性能和力学性能,选用膨胀型阻燃剂(IFR)对PP/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系进行阻燃改性,应用双螺杆共混挤出的方法制备了PP/POE/IFR共混复合体系,对共混复合体系的阻燃性能、力学性能、膨胀炭层以及微观相结构进行了研究。结果表明,少量增容剂马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)的加入使得IFR颗粒的分散更加均匀、分散粒径减小,同时颗粒与聚合物基体间的结合更加紧密,从而对共混复合体系的力学和阻燃性能都有明显的提高,特别是提高冲击强度。当PP/POE/IFR/POE-g-MAH配比为80/17/20/3时,共混复合体系的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值、总烟释放量较未添加增容剂的共混复合体系(PP/POE/IFR配比为80/20/20)分别下降了22.4%,14.9%,29.2%,21.8%,冲击强度提高了69.6%。     

Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

四元复合体系在硬质聚氨酯泡沫材料中的逐级释放阻燃行为研究

以甲基膦酸二甲酯（DMMP）、10-（2,5-二羟基甲苯）-10-氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物（DOPO-HQ）、可膨胀石墨（EG）和氢氧化铝（ATH）构建了四元阻燃复合体系,并通过热失重分析仪（TG）、锥形量热仪、极限氧指数分析仪等研究了其在硬质聚氨酯泡沫（RPUF）中的阻燃行为。结果表明,四元阻燃体系能够在较宽温度区间内发挥逐级释放的协同阻燃效应;DOPO-HQ能够与EG/DMMP/ATH三元阻燃体系形成加合阻燃效应,使得RPUF复合材料的极限氧指数（LOI）提升至30.8%;与采用EG/DMMP/ATH三元阻燃体系的RPUF复合材料相比,采用加入DOPO-HQ的四元阻燃体系的RPUF复合材料的热释放速率峰值（PHRR）、总热释放量（THR）、总烟释放量（TSR）均有所下降,残炭率得到了进一步提升,说明DOPO-HQ与EG/DMMP/ATH所构建的四元阻燃体系在成炭性方面具有协同效应;此外,通过扫描电子显微镜（SEM）对残炭进行表征,验证了四元阻燃体系在凝聚相中能够发挥优异的成炭阻隔效应,并能够在燃烧的初期、中期和末期发挥逐级释放阻燃效应。     

用锥形量热仪研究无卤阻燃HDPE体系的燃烧性

在35kW／m^2热辐照条件下,利用锥形量热仪研究了膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2阻燃高密度聚乙烯(HDPE)体系的燃烧性。结果表明：膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2能明显降低HDPE的热释放速率、总热释放量、最大生烟速率及总烟释放量。与膨胀型阻燃剂单独使用相比,Mg(OH)2与膨胀型阻燃剂复合使用的阻燃效果明显,总烟释放量减少了38％,总热释放量减少了10％,达到了低发炯、高效阻燃的目的。     

中国专利

正一种纳米协同膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料及其制备方法本发明公开的纳米协同膨胀阻燃增韧聚丙烯共混物复合材料的组成为:聚丙烯71 phr、辛烯-乙烯嵌段共聚物20 phr、改性膨胀型阻燃剂23 phr、有机改性蒙脱土2 phr、马来酸酐接枝聚丙烯1~11 phr。本发明加工工艺简单,所制复合材料具有良好的阻燃及增韧性能。与纯聚丙烯相比,复合材料的热释放速率峰值、烟气释放速率明显降低,而且材料的冲击强度提高。     

DOPO衍生物阻燃环氧树脂的制备与性能研究

通过3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成腈基型含磷阻燃剂DOPO-ATR,将阻燃剂按一定比例与双酚A型E-51环氧树脂复合,制备阻燃环氧固化物。通过TG测试、LOI测试、垂直燃烧测试和锥形量热测试,探究DOPO-ATR对阻燃环氧固化物的热稳定性和阻燃性能的影响,同时探究DOPO-ATR的阻燃机理。结果表明:当DOPO-ATR的添加量为10%时,阻燃环氧树脂的LOI值最大为34.8%,与纯EP相比提升55.4%;UL-94等级为V-0级,热释放速率峰值最小为533.28 kW/m~2,与纯EP相比降低32%;总热释放量最小为58.98 MJ/m~2,与纯EP相比降低43%;总烟气释放量最小为35.0 m~2。同时,DOPO-ATR的加入能够提高EP的热稳定性和残炭率。通过阻燃机理可知,DOPO-ATR在气相和凝聚相中均表现阻燃效果。因此,DOPOATR对EP具有一定的阻燃效果,且阻燃剂含量为10%时,阻燃效果最好。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

Pa-APP/PER/α-ZrP阻燃聚丙烯酸酯乳液的制备及性能

摘 要：以α-磷酸锆（α-ZrP）为协效剂，与哌嗪改性聚磷酸铵（Pa-APP）/季戊四醇（PER）复配构建膨胀型阻燃体系，研究了该阻燃体系对聚丙烯酸酯的阻燃效率，分析了其阻燃机制。正交试验表明：当阻燃剂总添加量为25%，Pa-APP : PER=9:2以及α-ZrP含量为2%时，阻燃改性聚丙烯酸酯的LOI值达到最大值(30.4%)，UL-94达到V-1等级，热释放峰值和总热量释放量相比纯聚丙烯酸酯分别降低了75.9%和39.4%。通过扫描电子显微镜、红外分析仪对改性聚丙烯酸酯残炭的形貌和成分进行分析，证实Pa-APP/PER/α-ZrP复合阻燃体系能够有效抑制熔滴，提高聚丙烯酸酯的残炭量和改善炭层结构，降低燃烧过程中的生烟量，显著提高改性聚丙烯酸酯的阻燃安全性能。     

用锥形量热仪研究聚氨酯泡沫的阻燃性能

在50 kW/m2辐射功率下,利用锥形量热仪研究了氢氧化铝、卤系阻燃剂、氮系阻燃剂和磷系阻燃剂阻燃聚氨酯泡沫(PUF)的阻燃特性,获得了点燃时间、最大热释放速率、总热释放、比消光面积及质量损失速度等参数。结果表明,将热释放速率、燃烧总释放热和烟气释放量作为材料阻燃性能好坏的评价指标,阻燃剂聚磷酸铵（APP）和三聚氰胺磷酸盐（MP）是PUF的理想阻燃剂。