基于锥形量热仪试验的生物质基阻燃涂料阻燃抑烟性能评价

为了分析评价茶皂素生物质基环保膨胀阻燃涂料的阻燃抑烟性能,通过锥形量热仪(CONE)试验研究了2种不同方法制备的茶皂素环保膨胀阻燃涂料试样的热释放、烟释放等阻燃产烟性能指标。研究结果表明,反应型茶皂素膨胀阻燃涂料具有优越的阻燃性能,且生烟量少,有效降低火灾的危害程度,但由于膨胀碳层的形成使得燃烧不完全,CO释放量增加;复合型茶皂素膨胀阻燃涂料有一定的阻燃效果,能延迟烟气产生,但烟气和热量释放量较大。     

可膨胀石墨在水性饰面防火涂料中的应用

以可膨胀石墨(EG)为物理膨胀体系,制备了膨胀型水性饰面防火涂料,采用小室法、锥形量热仪(CONE)、扫描电镜(SEM)等手段分析了可膨胀石墨及其与阻燃协效剂复配对饰面膨胀型防火涂料性能的影响。研究发现,EG的加入改善了膨胀炭质层的结构,大大提高了涂料的防火性能。选用3.5g、80目的EG,所得涂料的防火性能最佳,耐火时间达33min。可膨胀石墨与阻燃协效剂复配能够进一步降低涂料燃烧的烟气释放。当EG与二氧化锡按质量比为1∶1复配,所得涂层的生烟速率峰值与仅含EG的涂层相比下降78.4%,抑烟性能最好。     

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究*

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V-0级。     

氧化石墨烯提高钢结构水性膨胀防火涂料的防火性能研究

以水性丙烯酸树脂为基体,聚磷酸胺、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系,加入少量氧化石墨烯制备水性膨胀防火涂料。采用小板燃烧法研究了氧化石墨烯用量对膨胀型防火涂料的阻燃性能的影响。结果表明:加入极少量氧化石墨烯(<0.01%),可提高涂料的阻燃性,当氧化石墨烯含量在0.005%时,涂层的耐燃时间可达432 s,炭层膨胀高度较未加氧化石墨烯涂层增加了13.04%。结合红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对炭层形貌进行分析可知,加入氧化石墨烯后炭层在300~500 ℃范围的热稳定性提高,燃烧炭层完整密实,隔热性能提高,耐燃时间提高。     

不同成炭剂对阻燃复合材料的性能影响研究

用21%(质量分数,下同)聚磷酸铵(APP)、4%三聚氰胺(MEL)、5%成炭剂和高密度聚乙烯(HDPE)制备膨胀型阻燃复合材料。研究了不同成炭剂对阻燃复合材料力学性能、燃烧性能、热稳定性能及成炭炭层影响。研究发现乙二醇成炭剂不仅提高阻燃剂的阻燃效率并且提高了复合材料的冲击性能。     

埃洛石对水性超薄膨胀型钢结构防火涂料防火性能的影响

以聚丙烯酸酯乳液为基体树脂,多聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇等为主阻燃剂,埃洛石纳米管(HNTs)为阻燃协效剂,制备了水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,采用模拟大板燃烧法和锥形量热仪对其耐火性能进行了研究,并用扫描电镜观察了膨胀炭层的表面形貌。结果表明:HNTs对防火涂料的耐火性能影响显著,当阻燃体系中HNTs含量为10.86%时,HNTs与主阻燃剂之间有阻燃增效作用,所制备防火涂料的耐火时间为107 min,点燃时间为24 s,热释放速率峰值与点燃时间比为4.97,燃烧残余量高达48.36%,且燃烧残余物表面致密,显示出优异的耐火性能。     

膨胀型无卤阻燃ABS的制备及性能研究

采用聚磷酸铵与季戊四醇组成的膨胀型阻燃剂(IFR)制备了膨胀型无卤阻燃ABS材料。研究了IFR对ABS炭化行为、微观结构、阻燃性能、力学性能及加工性能的影响。TG分析显示,IFR的加入使材料的残炭量显著增加,650℃时ABS的残炭量由不加入IFR时的1.9%增至21.32%;SEM观察发现,经IFR阻燃的ABS材料燃烧时形成了由无数封闭孔洞构成的蓬松焦化炭层,表明IFR对ABS材料具有良好的膨胀阻燃效果。在ABS/IFR(70/30)体系中加入适量的自制增容剂及有机蒙脱土制备的膨胀型无卤阻燃ABS材料具有较好的力学性能、加工性能及阻燃性能。     

茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及阻燃环氧树脂的应用

采用天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇复合,制备出茶皂素基膨胀型阻燃剂。通过燃烧实验测量阻燃剂的阻燃性能,结果表明,该阻燃剂拥有良好的热稳定和阻燃性能。将制备的阻燃剂用于环氧树脂中,并采用氧指数、烟密度和力学性能测试表明,该绿色环保型阻燃剂能显著提高环氧树脂的阻燃性能,当阻燃剂添加量为30%时,阻燃环氧树脂的氧指数值高达30.0%,烟密度等级为56.08%,断裂强度和断裂伸长率分别达26.94 MPa和7.39%。与含传统膨胀型阻燃剂的阻燃环氧树脂试样相比,阻燃性能得到极大提高。该阻燃剂绿色环保,制备简单,阻燃性能优越,良好的相容性等优点。     

有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了优异阻燃性能(LOI36%)兼具良好力学性能的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料OPGS/PA-APP/PP。将有机化坡缕石黏土引入到哌嗪-多聚磷酸铵(PA-APP)膨胀型阻燃(IFR)聚丙烯(PP)复合材料中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、通用电子万能试验机研究了有机化坡缕石黏土添加量对PA-APP阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的有机化坡缕石黏土提高了该复合材料的阻燃性能和力学性能。此外,所制备样品经垂直燃烧测试可达到阻燃V-0级别。实验证明,有机化坡缕石黏土在膨胀型阻燃聚丙烯复合材料中具有明显的协效阻燃作用。     

IFR阻燃EVAC燃烧性能的研究

采用不同质量配比的聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)制备磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)体系,用以阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAC),探讨了三种组分配比对EVAC阻燃性能和力学性能的影响。用拉伸性能评价IFR与EVAC相容性对力学性能的影响。利用锥形量热仪(CONE)评价IFR用量对EVAC阻燃性能和燃烧火灾性能参数的影响及阻燃机理。结果表明,PER与EVAC的相容性优于APP与EVAC的相容性;在IFR体系添加量为30份,APP∶PER=4∶1时氧指数最高,达到28.5%,材料的垂直燃烧测试可达UL–94 V–0级,水平燃烧测试达到HB级;CONE测试表明当阻燃剂IFR添加量为30%时,EVAC的火灾性能指数提高,生烟速率下降。     

新型磷-氮系复配阻燃剂在聚丙烯中的应用

采用一种新型磷-氮系阻燃剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂,对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃PP的阻燃性能、热分解过程及力学性能。结果表明:当复配阻燃剂添加量为30%时,阻燃改性PP的氧指数和垂直燃烧等级分别达到32.3%和UL94 V-0级,拉伸强度为37.4 MPa,缺口冲击强度为39.5 kJ/m2,并且具有很好的热稳定性。     

茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用

采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应,制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征,采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明,茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应,生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂,且该阻燃剂具有良好的热稳定性,降解热释放较小,高温残留率高,最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中,并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明,茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能,阻燃涂料的氧指数值高达34.2%,耐火时间为11.1 min,且锥形量热实验中,该阻燃涂料试样的平均热释放速率（m-HRR）为36.18 kW/m2,总热释放量（THR）为5.25 kJ/m2,平均有效燃烧热（m-EHC）为5.11 kJ/kg,与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比,阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素,集三源一体,具有阻燃性能优越,相容性能良好,高效环保等优点。     

用反相悬浮聚合法制备膨胀型阻燃剂及其在丁苯橡胶中的应用

采用反相悬浮法聚合丙烯酸钠,同时将化学膨胀阻燃体系(IFR)三组分聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺加入到聚合体系中进行原位包裹,用傅里叶变换红外光谱对聚合产物的结构进行了表征,研究了三聚氰胺用量和聚磷酸铵与季戊四醇配比对丁苯橡胶硫化胶阻燃效果的影响,采用热重法分析了阻燃丁苯橡胶的热性能,并通过扫描电镜观察了添加IFR的丁苯橡胶在燃烧后表面的微观形态。结果表明,三聚氰胺的质量分数为IFR体系的3.0%、聚磷酸铵与季戊四醇的质量比为4.00～5.67时IFR体系的剩炭率最高,阻燃性能较好;添加IFR后丁苯橡胶的阻燃性能得到相应改善,当IFR质量分数为30%时丁苯橡胶硫化胶的极限氧指数可达27.5%;添加了IFR的丁苯橡胶硫化胶在燃烧时形成了较为致密的泡沫炭层,表明IFR对丁苯橡胶具有较好的膨胀阻燃效果。     

膨胀型阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

使用磷酸、季戊四醇、三聚氰胺合成了一种膨胀型阻燃剂。采用热重分析（TGA）、红外光谱分析（FTIR）、氧指数晨6定和垂直燃烧实验，研究了所合成的膨胀型阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用。与普通的膨胀型阻燃剂和包覆型膨胀阻燃剂的对比研究表明，该阻燃剂对聚．丙烯的阻燃性能优良，达到相同的阻燃效果（聚丙烯氧指数达到34％）时，用量较其它两种膨胀型阻燃剂明显减少。抗析出和防湖性能较其它两种膨胀型阻燃剂也有明显改善。     

纳米锌/硫化钠/环氧丙烯酸酯涂层的阻燃性能研究

为探讨纳米锌与硫化钠对环氧丙烯酸酯(EA)涂层的阻燃效果,以乙酸锌和苜蓿粉为原料,利用植物还原法制备了纳米锌,将其与硫化钠及EA配合,经紫外光固化制备纳米锌/硫化钠/EA阻燃涂层。通过红外、紫外、差示扫描量热仪及力学分析仪对其阻燃、透光率、热稳定性及硬度等性能进行测定。结果表明:当纳米锌质量分数为10%时,纳米锌/硫化钠/EA涂层阻燃性能最佳,涂层残余率达19.47 %,极限氧指数达31。所有涂层硬度均为6H,涂层热稳定性随纳米锌质量分数的增加而增加,而透光率逐渐下降。     

非对称双螺杆制备ABS/PUR-T/HNTs阻燃复合材料的性能

分别采用自主研制的新型同向非对称双螺杆挤出机以及传统双螺杆挤出机制备了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)/膨胀型阻燃剂(IFR),ABS/热塑性聚氨酯弹性体(PUR-T)/IFR以及ABS/PUR-T/IFR/埃洛石纳米管(HNTs)等3种阻燃复合材料试样,表征了试样的冲击、拉伸和弯曲强度以及极限氧指数(LOI),同时测试了非对称双螺杆挤出机制备的试样的燃烧性能,分析了PUR-T和HNTs对试样性能的影响。结果表明,相比于传统双螺杆挤出机,自制非对称双螺杆挤出机由于具有更优异的混合性能,所制备的复合材料试样力学性能和LOI均有提高;针对非对称双螺杆制备的试样,加入质量分数为17.5%的PUR-T后,其冲击强度提高,而拉伸和弯曲强度降低,LOI由27%提升至40%,热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、总热释放量(THR)和生烟速率(SPR)降低,火灾性能指数(FPI)提高,阻燃效果显著增加;进一步加入2%的HNTs后,试样的冲击、拉伸和弯曲强度得到提高,LOI稍有下降,但仍为37%,MHRR和THR有所增大,但PHRR和SPR进一步降低,且FPI提高,有助于降低火灾危险性。     

无卤阻燃PP的制备

采用氮磷膨胀型阻燃剂FP-2200制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)材料,研究了阻燃剂含量对PP阻燃性能的影响.通过垂直燃烧试验、热失重、高压毛细管流变仪、拉伸实验及成膜性测试对阻燃PP材料进行表征.垂直燃烧实验中,阻燃PP材料有焰燃烧时间随着阻燃剂含量的增加而明显降低,且熔融滴落现象也有所改善.加入线型低密度聚乙烯可提高无卤阻燃PP/FP-2200材料的成膜性及韧性.     

壳聚糖/聚磷酸铵膨胀阻燃PP的阻燃及抑烟性能

为了提高聚丙烯(PP)的阻燃和抑烟性能,将壳聚糖(CS)作为膨胀型阻燃剂的碳源、聚磷酸铵(APP)作为膨胀型阻燃剂的酸源和气源,在此基础上通过熔融共混的方法制备了PP/CS/APP复合材料。采用极限氧指数仪、锥形量热仪等仪器研究了PP/CS/APP复合材料的的抑烟性及阻燃性。研究结果表明:CS/APP添加量为30%时,复合材料的极限氧指数值最大可达28.1%;且复合材料在烟气释放总量、CO和CO_2排放上明显降低,抑烟性得到了提升;热释放速率峰值、平均热释放速率值、平均有效燃烧热值、总热释放量值降低,成炭率升高,PP/CS/APP复合材料更难点燃;火灾性能指数明显提高,阻燃性能得到了大幅度提升,火灾蔓延指数显著减小,同时火灾危险性也相应降低。     

透明膨胀型氨基树脂基阻燃涂料的研究进展及趋势

分析了氨基树脂作为透明膨胀型阻燃涂料成膜物质的优势,综述了透明膨胀型氨基树脂基阻燃涂料的国内外研究进展,提出了现阶段该涂料产品存在的问题,阐述了透明膨胀型氨基树脂基阻燃涂料未来的研究方向。指出了透明膨胀型氨基树脂基阻燃涂料的研究重心已从关注其理化性能和膨胀阻燃性能,逐渐转向探求技术问题出现的根本原因。     

防潮型膨胀阻燃剂的合成

采用正交试验确定了最佳防潮阻燃剂的配方,并利用傅里叶变换红外光谱分析了结构产物,成功地制备出具有较好阻燃效果和力学性能的防潮型膨胀阻燃聚丙烯。