新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能

利用有机杂环磷酸酯1, 2, 3-三(5, 5-二甲基-1, 3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料, 通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响。结果表明: 当IFR总添加质量分数为30%(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3), 阻燃IFR/PP的LOI 达到36.2%, 其热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、质量损失速率平均值(av-MLR)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对未阻燃PP分别降低75.9%、71.7%、76.4%、74.6%、58.3%和50.0%, 300 s时CO释放量接近0, 呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; SEM研究表明, IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层。     

膨胀型阻燃聚乙烯MWNT复合材料的阻燃性及燃烧性能研究

利用本实验室最近合成的两种新型阻燃剂（SPS和PTEN）与聚磷酸铵㈣及碳纳米管（MWNT）复配，并应用于低密度聚乙烯（LDPE），得到膨胀型阻燃LDPE／MWNT复合材料。通过氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热试验（CONE）对膨胀型阻燃LDPE／MWNT复合材料的阻燃性能和燃烧性能进行了研究。结果表明，在该膨胀型阻燃体系中，IFR与MWNT之间存在明显的协效阻燃作用，并且大大降低了低密度聚乙烯的可燃性和热释放速率（H刚时，而且燃烧后的残炭量大大增加。实验的最佳配方可使LDPE的氧指数值达30．6，UL-94达V-0级。     

膨胀型阻燃涂料对木材的阻燃性能

以脲醛树脂(UF)和硅丙乳液(SEA)树脂分别为基料,三聚氰胺磷酸盐(MP)-三聚氰胺(MEL)-季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,制备膨胀型阻燃涂料。通过极限氧指数、热重分析、锥形量热、扫描电镜对涂料阻燃性能表征分析证明,与SEA相比,UF分解温度较低,残炭量提高了11.53%;与硅丙乳液基三聚氰胺磷酸盐涂料(SEA/MP)木材阻燃涂料相比,脲醛树脂基三聚氰胺磷酸盐涂料(UF/MP/MEL/PER)木材阻燃涂料具有良好的阻燃性能、热稳定性和抑烟性能,残炭量提高了5.05%,总放热量降低了17.0%,总烟气生成量降低了39.3%,在木材表面形成的炭层更加完整。     

新型阻燃剂CN—329的合成及阻燃性能

该文由三氯氧磷、季戊四醇、三聚氰胺和水合成一种新型阻燃剂CN—329，并研究影响反应的因素，得出最佳工艺条件，用红外光谱、元素分析测定产品的化学结构。进行阻燃剂CN—329在聚乙烯泡沫塑料的应用试验，阻燃聚乙烯泡沫塑料的氧指数(OI)值为27，显示CN—329是一种较好的新型阻燃剂。采用差示扫描量热(DSC)进行CN—329的热分析，探讨了膨胀阻燃机理。该文对CN—329的差示扫描量熬(DSC)分析和用于聚乙烯泡沫塑料阻燃未见文献报道。     

PET的燃烧及阻燃机理研究

本研究通过对纯ＰＥＴ及添加不同阻燃剂的ＰＥＴ样品燃烧的气相、固化产物的红餐光谱和ＣＯＮＥ实验分析,探讨了ＰＥＴ的燃烧阻燃机理。认为ＰＥＴ燃烧时,在生成气相产物的同时,还会发生交联反应形成环烯结构。溴化磷酸酯阻燃剂具有磷、溴协同效应,可在气相到固相全过程内起阻燃作用;而芳香族溴化物主要是气相阻燃机理;聚合型溴化聚芳烃,由于聚合聚合物链可能参与ＰＥＴ降解过程的交联反应,所以也是气相、固相均有阻燃作用。     

反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理

利用自制的集酸源、碳源、气源于一体的反应性膨胀型阻燃剂EADP制备阻燃聚丙烯(PP),通过红外、锥形量热及扫描电镜法研究了EADP的阻燃机理。结果表明,阻燃PP燃烧时三源协同发生化学变化,迅速结炭和释放出NH3、H2O等不燃性气体,使阻燃PP形成内部多孔、表面致密的炭层,减少了挥发物中可燃气体的比例,突显出凝聚相和气相阻燃机理的作用。与原料PP相比,阻燃PP燃烧参数发生了很大变化,如加入质量分数25%EADP阻燃PP,峰值热释放速率(PHRR)、平均热释放速率(MHRR180)、平均有效燃烧热(av-EHC)、平均比消光面积(av-SEA)、火势增长指数(FIGRA)分别降低了65.50%、70.52%、19.51%、72.30%、82.25%,峰值热释放速率时间(TPHRR)是原料PP的1.9倍,呈现出优良的阻燃、抑烟效果。     

含硅阻燃剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃性

采用测量极限氧指数(LOI)和锥形量热仪动态燃烧两种方法评价了含硅阻燃剂(SFR-H)与高聚磷酸铵/三聚氰胺氰尿酸盐(APP/MCA)膨胀阻燃体系在聚乙烯基体中的协同阻燃性,并通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(WAXD)和扫描电镜(SEM)分析炭层结构和成分来研究其协同阻燃机理。研究表明,SFR-H/APP/MCA协同阻燃体系可明显提高聚乙烯的LOI值和降低燃烧热释放速率,具有较好的协同阻燃性,两者在燃烧过程中一起热氧化分解,形成陶瓷状含硅、硼、磷元素的化合物,对表面膨胀炭层起着增强作用,同时也提高了膨胀炭层的热氧稳定性和阻隔性能,从而提高了阻燃效果。     

笼状季戊四醇磷酸酯-可膨胀石墨协同阻燃天然橡胶

以笼状季戊四醇磷酸酯（PEPA）和可膨胀石墨（EG）构成协同阻燃体系添加到天然橡胶（NR）中制备EG-PEPA/NR复合材料。通过极限氧指数（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试、热失重和锥形量热分析、拉伸测试及残炭的SEM观察和FTIR检测,考察了不同质量配比的PEPA和EG对EG-PEPA/NR复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当PEPA与EG以33：7的质量比添加到NR中时,EG-PEPA/NR复合材料的阻燃性能和力学性能最好。EG-PEPA/NR复合材料的LOI达到28.1%,UL-94达到V-0级,600℃时残炭量从27.5%提高到33.6%,总热释放量和热释放速率峰值分别为96.2 MJ·m^-2和512.4 kW·m^-2,相比于纯NR分别降低了22.2%和40.3%,拉伸强度和断裂伸长率也分别达到13.8 MPa和368%。     

硅橡胶膨胀型阻燃和热分解特性分析

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析(TG)和实时傅立叶变换红外(RTFT-IR)等手段研究了硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)、硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)/季戊四醇(PER)复合体系的阻燃性能和热分解特性。研究结果表明,MP的添加量达到40份时MVMQ/MP复合体系表现出良好的阻燃性能和力学性能。与MVMQ/MP复合体系相比,在阻燃剂总量相同的情况下,MVMQ/MP/PER复合体系的阻燃性能有所降低。TG和RTFT-IR的结果都表明,阻燃剂MP的加入促进了硅橡胶的热分解。     

膨胀阻燃剂对EVA阻燃和力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭发泡剂(CFA)和4A分子筛(4AZEO)作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的膨胀阻燃剂(IFR)。采用氧指数、垂直燃烧研究了APP与CFA的不同配比、IFR不同添加量对阻燃材料阻燃性能的影响,并对其力学性能进行测试。当IFR总添加量为28%,APP/CFA质量比为3∶1时阻燃EVA材料显示出较好的阻燃效果,其氧指数为33.8,垂直燃烧达到UL-94V0级。采用热失重法证实了配比合理的膨胀阻燃剂能够促进EVA在高温时的成炭,最后采用扫描电镜法对残炭外貌进行了表征。     

氨基树脂型膨胀阻燃剂处理软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能

首先合成了两种氨基树脂型膨胀阻燃剂(简称FR)并应用于软质聚氨酯泡沫塑料(简称SPUF),所得阻燃SPUF采用热重分析、锥形量热仪研究其热解、阻燃性能,并用Kissinger方程计算SPUF的动力学参数热解活化能的变化,结果发现,阻燃SPUF的热量释放、烟气、CO和CO2排放大大降低,剩炭率增加,添加质量分数30%的阻燃剂可使材料氧指数(LOI)达27左右,有较好的阻燃效果,并根据其对力学性能的影响选出了适宜的SPUF阻燃剂。阻燃SPUF热解活化能降低~50 kJ/mol,表明阻燃剂对SPUF的热解具有催化成炭作用。     

聚烯烃阻燃剂及膨胀型阻燃剂的研究进展与展望

综述了国内外聚烯烃阻燃剂的现状，重点介绍了膨胀型阻燃剂的研究与开发的进程，叙述了一些典型的膨胀型阻燃剂体系及其特点，阐述了膨胀型阻燃剂的作用机理及在聚烯烃中应用的结果，从发展趋势看，阻燃剂的发展方向是无卤化、功能化、高效抑烟。     

膨胀型阻燃剂的研究进展

随着易燃高分子材料的广泛应用,阻燃剂也得到了广泛的应用,同时对阻燃剂的阻燃性、相容性等特性也有了更高的要求。膨胀型阻燃剂具有阻燃效率高、低烟、低毒等优点,因此成为阻燃剂的重要发展方向。简单介绍了膨胀型阻燃剂的阻燃机理,重点综述了近年来国内外膨胀型阻燃剂的最新研究进展和阻燃剂生产的新技术。最后指出了目前膨胀型阻燃剂研究存在的问题,也对该领域未来的研究方向提出了建议。     

新型无卤膨胀/MH阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(cone)等方法,研究了纳米氢氧化镁(MH)添加到六(4-DOPO羟甲基苯甲酸)环三磷腈化合物(FR)、聚磷酸铵(APP)和环氧树脂(EP)后,制备的新型复合阻燃材料(FR/APP/MH/EP)的阻燃及力学性能。结果表明:在固定FR/APP比例为1/1的前提下,添加1%(质量分数)的MH时,复合阻燃材料EP2(10%FR/10%APP/1%MH/EP)的LOI值达到36.4%,其热释放速率(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯环氧树脂(EP0)分别下降了79.8%,6.73%,47.2%,33.3%,相对于EP1(10%FR/10%APP/EP)分别下降了20.0%,69.6%,83.6%,58.6%,同时EP2的拉伸、弯曲、冲击强度较EP1也分别提高了47.6%,75.2%,196%;SEM分析表明EP2燃烧后能够形成一层均匀、致密、连续的炭层,具有良好的阻燃、抑烟、降毒效果。     

微胶囊包覆改善阻燃剂六溴环十二烷的热稳定性能

用微胶囊包裹的方法改善了六溴环十二烷(HBCD)的热稳定性能。微胶囊化HBCD的包覆过程为:密胺与甲醛反应生成氨基树脂预聚物;HBCD固体粉末分散到水相后,氨基树脂预聚物以原位聚合的方式在HBCD颗粒表面聚合成膜。差示扫描量热计(DSC),X射线光电子能谱(XPS),透射电镜(TEM)等表征方法证实HBCD已被完全包覆。实验结果表明,经过微胶囊包覆后,HBCD的热稳定性能获得了明显的改善,热分解温度从150℃提高到220℃。注塑PS发泡板材的测试表明,微胶囊化HBCD的阻燃效率没有明显的下降,对PS板发泡没有明显影响。