次膦酸类阻燃剂在玻纤增强尼龙6中的应用研究

以自制的苯基次膦酸铝(ALPP)为阻燃剂,采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试、热分析测试等方法,研究了ALPP及其复配阻燃体系对玻纤增强尼龙6(GFPA6)材料的阻燃性能、力学性能等方面的影响。结果表明,ALPP与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配具有良好的阻燃协同效应,而添加硼酸锌(ZB)可以有效地促进阻燃材料成炭。当添加12%ALPP、6%MCA、3%ZB时,可以使30%玻纤增强尼龙6材料达到UL94 V-0级(3.2mm),极限氧指数达到31%,力学性能较好。     

MPP与烷基次膦酸铝复配体系对尼龙6性能的影响

以自制的烷基次膦酸铝及其与三聚氰胺氰磷酸盐(MPP)复配体系对PA6进行阻燃改性,通过垂直燃烧、极限氧指数、力学性能和热分析等测试,研究了烷基次膦酸铝及其与MPP复配阻燃体系对PA6材料性能的影响。结果表明:自制的烷基次膦酸铝具有良好的阻燃效果,当质量分数为15%时,可以达到UL94V-0级别,氧指数为32.5%,力学性能较好;而与MPP复配改性的阻燃PA6没有表现出良好的阻燃协同效应,材料的综合性能随着MPP含量的增加而呈下降趋势,可考虑加入一些凝聚相阻燃剂促进材料成炭以获得优异的阻燃效果,为工业应用提供了一定的理论实验依据。     

无卤阻燃增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)阻燃性能研究

采用一种次膦酸金属盐阻燃剂(FRP)对增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)进行阻燃改性。通过垂直燃烧法考察了不同阻燃剂含量下体系的阻燃性,运用极限氧指数仪测试了不同阻燃剂含量下体系的极限氧指数(LOI),并对体系燃烧后的残炭进行扫描电镜分析。结果表明,随着FRP添加量的增加,体系燃烧后的残炭量增加,炭层也变得更加致密,越容易通过UL94阻燃性测试。     

阻燃LGFPP的阻燃性能研究

将有机蒙脱土(OMMT)和水滑石(LDH)分别与膨胀阻燃剂(IFR)构成阻燃体系,对长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料进行阻燃改性,通过极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)测试,对比研究了两种体系阻燃LGFPP的阻燃性能及阻燃机理。结果表明:当OMMT质量分数为2%时,复合材料的LOI达到最大值24.2%,且垂直燃烧达到了UL-94 V-0级;当LDH质量分数为1%时,LOI达到最大值23.3%,而垂直燃烧等级仍为V-1级。以炭层阻隔的IFR/OMMT体系比以稀释阻燃的IFR/LDH体系更加有效地改善LGFPP的阻燃性能。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

无卤阻燃玻纤增强PA6的制备及性能

以微胶囊化技术改性的次磷酸铝(E-AlHP)为阻燃剂对玻纤增强PA6进行无卤阻燃研究,采用垂直燃烧实验、拉伸冲击试验、热失重分析以及扫描电镜分析,考察了E-AlHP及其复配体系对玻纤增强PA6阻燃性能、力学性能、热性能以及炭层形貌的影响。结果表明,E-AlHP的加入有效提高玻纤增强PA6的阻燃性能,且对材料力学性能影响较小,添加量为20%时,材料达到UL94 V-0级(3.2 mm),拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量以及缺口冲击强度分别达到121.57 MPa、3.43%、5.23 GPa及6.1 kJ/m~2。     

三聚氰胺磷酸盐/硅改性酚醛成炭剂对滑石粉填充尼龙6材料性能的影响

采用三聚氰胺磷酸盐(MP)与硅改性酚醛(SPF)大分子成炭剂复合阻燃剂体系对滑石粉(Talc)填充尼龙6(PA6)进行阻燃,在最佳配方下获得了极限氧指数达28.3%,UL94垂直燃烧级别为V0(1.6 mm)的无卤阻燃复合材料。研究了阻燃剂与成炭剂配比及复合阻燃剂含量对材料阻燃性能的影响,通过TG分析和炭层强度测试研究了阻燃材料的成炭行为,对复合阻燃剂的协效机理进行了分析。另外,通过流变性能测试对SPF的润滑降黏作用进行了研究。结果表明:MP/SPF阻燃协同效应明显,可大幅提高成炭量和炭层强度;SPF可增加材料熔体流动性,改善其加工性能。     

有机次膦酸铝复配型阻燃剂/MMT协同阻燃LGFPA6的阻燃性能

以蒙脱土(MMT)协同有机次膦酸铝复配型阻燃剂制备新型无卤阻燃长玻纤增强尼龙6复合材料(FRLGFPA6)。采用氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热仪(Cone Calorimeter)测试研究MMT协同有机次膦酸铝复配型阻燃剂对LGFPA6阻燃性能的影响。结果表明:有机次膦酸铝复配型阻燃剂协同MMT可提高FRLGFPA6体系的阻燃性能,减缓FRLGFPA6的热降解速率,有效抑制烟毒产生以及减缓火灾增长;当MMT质量分数为2%时,体系的氧指数提高到34.2%,说明有机次膦酸铝复配型阻燃剂与MMT具有协同阻燃作用。     

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。     

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。     

阻燃聚酰胺的研究

本文对含阻燃剂的聚酰胺6进行了熔体流变性能、极限氧指数、热失重和力学性能的研究。加入阻燃剂后,熔体粘度稍有增加,非牛顿指数均为0.81,熔体粘流活化能变大(58.5kJ/mol)。极限氧指数值随阻燃剂加入而线性增加可达到26％以上,阻燃剂具有协同效应。阻燃聚酰胺6纤维的力学性能有所降低。     

A phosphorus‐containing inorganic compound as an effective flame retardant for glass‐fiber‐reinforced polyamide 6

A novel inorganic compound, aluminum hypophosphite (AP), was synthesized successfully and applied as a flame retardant to glass‐fiber‐reinforced polyamide 6 (GF–PA6). The thermal stability and burning behaviors of the GF–PA6 samples containing AP (flame‐retardant GF–PA6) were investigated by thermogravimetric analysis, vertical burning testing (with a UL‐94 instrument), limiting oxygen index (LOI) testing, and cone calorimeter testing (CCT). The thermogravimetric data indicated that the addition of AP decreased the onset decomposition temperatures, the maximum mass loss rate (MLR), and the maximum‐rate decomposition temperature of GF–PA6 and increased the residue chars of the samples. Compared with the neat GF–PA6, the AP‐containing GF–PA6 samples had obviously improved flame retardancy: the LOI value increased from 22.5 to 30.1, and the UL‐94 rating went from no rating to V‐0 (1.6 mm) when the AP content increased from 0 to 25 wt % in GF–PA6. The results of CCT reveal that the heat release rate, total heat release, and MLR of the AP‐containing GF–PA6 samples were lower than those of GF–PA6. Furthermore, the higher additive amount of AP affected the mechanical properties of GF–PA6, but they remained acceptable. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

微胶囊化红磷阻燃剂的制备及其在玻纤增强尼龙66中的应用

为克服红磷直接应用于玻纤增强尼龙66中的缺点,研究了用原位聚合法制备微胶囊红磷的工艺,测试了样品的吸湿性以及表面包覆性能,并研究了其用于玻纤增强尼龙66的阻燃性能和力学性能。结果表明,制得的微胶囊化红磷应用于玻纤增强尼龙66中,不仅具有优良的阻燃性能(FV 0级),而且力学性能比单独应用红磷有所提高,加工工艺性能有较大幅度的提高。     

硼酸锌对氮磷协效阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响

为提高三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸盐(OP)协效阻燃玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)的综合性能,引入少量的无机阻燃剂硼酸锌(ZB)作为协效剂,系统研究了不同添加量的ZB对阻燃材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和白度的影响。结果表明,当MPP和OP的总添加量为15%,复配0.5%的ZB时,阻燃GF增强PA66的垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V–0级,且热释放总量由MPP/OP体系的15.4 k J/g降为13.7 k J/g;ZB的引入促进了连续、致密炭层的形成,增强了凝聚相阻燃;ZB增强了阻燃材料的热稳定性,ZB复配量为1.0%的阻燃材料的初始降解温度提高到了301℃,有效避免了加工过程中的降解;当ZB添加量为1.0%时,阻燃材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别为100.9 MPa和4.22 k J/m~2,均优于未添加阻燃剂的纯GF增强PA66;同时,样品的白度得到了明显提升,有利于阻燃GF增强PA66的工业化应用。     

Investigation of flame retardancy and physical–mechanical properties of zinc borate/boric acid polyester composites

The glass fiber reinforced polyester composite materials were prepared with varying contents of boric acid, zinc borate, and magnesium hydroxide as flame retardants to improve the flame retardancy of the composites. Experimental results showed that boric acid exhibited a good flame retardant effect on the polyester composite. When boric acid content is used as 15 wt %, the Limiting Oxygen Index (LOI) value of the composite reached upto 25.3. The increase in boric acid content from 15 to 30 wt %, the LOI values of composite were enhanced from 25.3 to 34.5 by 9.2 units. The LOI values of the composite samples increased with increasing boric acid content. The smoke density results showed that the addition of glass fiber and flame retardants decreased the smoke density of the unreinforced polyester resin. The mechanical properties of the composites have decreased by the addition of flame retardants. The scanning electron micrographs taken from fracture surfaces were examined. The flame retardants, such as boric acid, were well dispersed in the glass fiber reinforced polyester composites and obviously improved the interfacial interaction between glass fibers and polyester composites. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6(PA6)/50%（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50%GF、PA56/50%GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。     

O–VMT和二乙基次磷酸铝对PBT/GF的阻燃作用

研究了有机蛭石(O–VMT)和二乙基次磷酸铝(ADP)对玻纤(GF)增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)(PBT/GF)的阻燃作用,对复合材料的极限氧指数(LOI)和UL94阻燃等级进行测试,并用热失重和锥形量热仪进行分析。结果发现,ADP可以很好阻燃PBT/GF,加入19%的ADP,复合材料的LOI为33.5%,阻燃达到UL941.6 mm V–0级,相对PBT/GF,其点燃时间、火灾性能指数(FPI)有所提高,热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(AHRR)、总热释放量(THR)及总生烟量(TSR)有所降低。同时加入15%的ADP和2%的O–VMT,复合材料的PHRR,AHRR,THR和TSR相对单独添加17%ADP的材料,分别降低12.8%,9.5%,4.5%和15.9%,FPI提高15.4%,LOI和UL94阻燃也对应提高,O–VMT和ADP在PBT/GF中有协同阻燃作用。     

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...