PVC材料的阻燃性能研究

PVC材料具有成本低、易加工、韧性好等优点,被广泛使用在建筑中。研究了ZHS阻燃剂对PVC材料的阻燃抑烟作用。研究表明添加ZHS的PVC材料比添加Sb_2O_3的成炭率高,ZHS和Sb_2O_3具有协同的阻燃效果。复配阻燃剂可以降低Sb_2O_3的使用量,此外还研究了添加了阻燃剂的PVC材料的光氧化老化性能。     

复合型阻燃剂对聚氯乙烯的阻燃抑烟作用研究

采用微胶囊红磷（MRP）、硼酸锌（ZnBO3）、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)进行复配对软质聚氯乙烯（PVC）进行阻燃处理,通过极限氧指数、热失重、锥形量热方法研究了不同配比阻燃剂对PVC的阻燃抑烟性能的影响。结果表明,当PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH质量比为100:3:1:20:20时,具有良好的阻燃抑烟效果,极限氧指数可达35.9 %;阻燃体系PVC/ATH/MH、PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH相对于纯PVC具有良好的阻燃抑烟性,PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH比PVC/ATH/MH体系在热释放、烟气、一氧化碳和二氧化碳排放指标上数值更低,热稳定性增加,成炭率更高,火灾性能指数提高,火灾蔓延指数减小,火灾危险性降低。     

粉煤灰/三氧化二锑对软质聚氯乙烯阻燃消烟作用研究

将粉煤灰(Flyash)、三氧化二锑(Sb₂O₃)复合阻燃剂加入软质聚氯乙烯(PVC),制备PVC/Sb₂O₃/Flyash复合材料。通过氧指数(LOI)、TG、锥形量热、SEM等测试,探究Flyash和Sb₂O₃的协同效应,对PVC阻燃抑烟性能的影响。结果表明:当m(PVC)∶m(Sb₂O₃)∶m(Flyash)=100∶4∶3,PVC/Sb₂O₃/Flyash具有较好的阻燃抑烟性能,其LOI可达到33.9%。PVC/Sb₂O₃/Flyash的阻燃抑烟性比PVC/Sb₂O₃和PVC好。PVC/Sb₂O₃/Flyash的热释放速率降低、热稳定性增强,成炭率更高。PVC/Sb₂O₃/Flyash难点燃,火灾性能指数(FPI)大,火灾蔓延指数(FGI)小,降低火灾危险性,阻燃性能优异。     

锡酸盐/十溴二苯醚阻燃体系对聚苯乙烯的阻燃消烟作用

研究了锡酸盐/十溴二苯醚(DBDPO)阻燃体系与 Sb_2O_3/DBDPO 阻燃体系对聚苯乙烯(PS)的阻燃消烟作用。通过热重分析和差热分析研究了阻燃 PS 从室温到800℃的热降解过程,探讨了不同体系的阻燃机理。结果表明,锡酸盐阻燃剂体系处理的样品极限氧指数最高为27.8%,烟密度等级最低为68.37%,与未经阻燃剂处理的样品相比具有较好的阻燃消烟性能。加入 Fe~(3+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)等可改变 PS 的热降解过程,对 PS 第一阶段的降解起催化作用,并且有效地促进炭化物的生成,提高材料的阻燃消烟性能。     

软质PVC的阻燃抑烟研究

采用不同阻燃剂对软质PVC进行阻燃抑烟改性,并针对氧指数、烟密度、热重分析等关键项目进行分析表征。结果表明,氧化锑/锡酸锌/羟基氧化铁(Fe OOH)三元复配阻燃剂在软质PVC体系中具有良好的协同作用,相比单独使用氧化锑或氧化锑/锡酸锌阻燃剂,可同时满足阻燃和抑烟的需求。     

三氧化二锑协效MH阻燃EVA复合材料的研究

利用垂直燃烧(UL94)、极限氧指数(LOI)、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等方法研究了三氧化二锑(Sb_2O_3)在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)体系中的协效阻燃作用与机理。结果表明,当阻燃剂MH/Sb_2O_3的总添加量为57%时,EVA/MH/Sb_2O_3复合材料通过UL94 V-0级,氧指数达到33. 5%。与EVA/MH复合材料相比,EVA/MH/Sb2O3复合材料的热稳定性较好,残炭量更高; EVA/MH/Sb_2O_3复合材料炭层表面孔洞少,封闭效果好,导致阻燃性能更好。     

基于煤矸石构筑环境友好型阻燃EVA的性能研究

通过添加不同比例的煤矸石构筑环境友好型阻燃材料类水滑石(LDHs),X射线衍射结果显示LDHs结构完整。以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,LDHs为复配阻燃剂制备EVA/LDHs复合材料。采用极限氧指数仪、锥形量热仪、烟密度测试仪等研究了复合材料的燃烧性能和抑烟性能,并探讨了相应的阻燃及抑烟作用机理。结果表明:EVA3[n(Mg2+)∶n(Al3+)为3∶1]的极限氧指数最高,达到28.30%;与纯EVA相比,EVA/LDHs复合材料的热释放速率、质量损失、烟生成速率均显著降低,表现出良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均体现出良好的抑烟性能。     

基于煤矸石构筑环境友好型阻燃EVA的性能研究北大核心

通过添加不同比例的煤矸石构筑环境友好型阻燃材料类水滑石(LDHs),X射线衍射结果显示LDHs结构完整。以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,LDHs为复配阻燃剂制备EVA/LDHs复合材料。采用极限氧指数仪、锥形量热仪、烟密度测试仪等研究了复合材料的燃烧性能和抑烟性能,并探讨了相应的阻燃及抑烟作用机理。结果表明:EVA3[n(Mg2+)∶n(Al3+)为3∶1]的极限氧指数最高,达到28.30%;与纯EVA相比,EVA/LDHs复合材料的热释放速率、质量损失、烟生成速率均显著降低,表现出良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均体现出良好的抑烟性能。     

基于CPE和Sb2O3对废PVC/ABS复合材料阻燃及力学性能的研究

通过熔融法分别制备了含氯化聚乙烯(CPE)和氧化锑(Sb_2O_3)阻燃剂的PVC/ABS复合材料,探讨添加不同含量的阻燃剂对复合材料的热稳定性、阻燃性能以及力学性能的影响。实验结果表明:CPE的加入使复合材料形成了交联网状结构,从而有效地提高了其力学强度。在加入Sb_2O_3后,由于无机纳米粒子较低的热导率,使得燃烧过程中热传递较慢。热力学结果表明,CPE和Sb_2O_3阻燃剂能有效地提高PVC/ABS复合材料的热稳定性以及阻燃性能。同时,CPE可以提高其力学性能,Sb_2O_3可以提高其抗拉强度,但由于不同浓度的Sb_2O_3粒子在基体中的分散性不同,其在高浓度下的冲击强度相比于纯PVC/ABS复合材料明显下降。     

阻燃抑烟PVC-U配方的研究

介绍了PVC热降解、燃烧成烟及抑烟的机制,分析了Al(OH)3、钼酸铵/Al(OH)3、硼酸锌/氧化锑对阻燃抑烟性能和力学性能的影响,结果表明:加入15份Al(OH)3即可使PVC-U垂直燃烧性达到FV-0级,再增加其用量,垂直燃烧性没有提高;当m(钼酸铵)∶m[Al(OH)3]=30∶70时,最大烟密度、烟密度等级和氧指数最好;m(硼酸锌)∶m(氧化锑)=50∶50时,其阻燃抑烟效果最好。     

Bi_2O_3在软质PVC制品中的阻燃应用研究

将不同晶型的Bi2O3阻燃剂添加到软质PVC材料中,采用极限氧指数和烟密度评价Bi2O3对软质PVC的阻燃性能,并与常用的氧化锑(Sb2O3)和钼酸铵协同阻燃剂进行阻燃抑烟比较,结果表明:5%的β-Bi2O3阻燃剂添加至软质PVC时氧指数达35.5,烟密度为75%;而6%氧化锑与3%钼酸铵协同添加后软质PVC的氧指数达到35,烟密度为85.5%。SEM和TG/DSC表征Bi2O3在软质PVC中的分散和热分解特性,结果表明:β-Bi2O3的在PVC树脂中分散性优于α-Bi2O3,Bi2O3的加入使PVC前期热释放速率降低,后期分解释放小分子速度和数量均有所降低,增加了成碳率,从而提高PVC的氧指数和降低烟密度。     

环保型溴—锑阻燃体系在聚苯乙烯中的应用

用十溴二苯乙烷(DBDPE)和三氧化二锑(Sb_2O_3)组成的协效阻燃体系作为聚苯乙烯(PS)的阻燃剂,采用熔融共混制备PS片材,并探究了不同配比下,Br/Sb阻燃剂的阻燃效果。结果表明,DBDPE和Sb_2O_3之间存在很好的协效作用,Br/Sb阻燃剂的加入明显提高了PS的热稳定性及阻燃性能。当PS/(Br+Sb)的质量比为83/17(其中Br/Sb质量比为17/3)时,片材的阻燃性能最佳,其UL94测试达到V–0级别,极限氧指数可达30.1%。在力学性能方面,Br/Sb阻燃剂的加入对PS材料的冲击强度影响较小,其拉伸强度有明显降低。     

环保阻燃聚丙烯的研究

采用新型环保阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)、三氧化二锑(Sb_2O_3)和氢氧化镁[Mg(OH)_2]复合对PP进行阻燃改性。研究了DBDPE与Sb_2O_3的协同效应,复合阻燃剂对PP阻燃性能、物理机械性能的影响。结果表明:当复合阻燃剂的质量分数为35%,DBDPE与Sb_2O_3的质量比为3:1,DBDPE与Mg(OH)_2的质量比为1:1时,改性阻燃PP的氧指数达到30%,阻燃等级达到V-0级,并保持良好的物理机械性能。     

溴代三嗪/三氧化二锑阻燃聚双环戊二烯材料的研究

以溴代三嗪(FR-245)为阻燃剂,三氧化二锑(Sb_2O_3)为协效剂,采用反应注射成型(RIM)工艺,制备阻燃聚双环戊二烯(PDCPD)材料。通过垂直燃烧仪、极限氧指数仪、锥形量热仪、微电子万能试验机、悬臂梁冲击试验机、扫描电子显微镜等对材料的阻燃性能和力学性能进行研究。结果表明:FR-245在Sb_2O_3的协效作用下,PDCPD材料阻燃效果性能提升,呈现较好的力学性能。当FR-245添加量为15%,Sb_2O_3添加量为4%,PDCPD阻燃材料的UL-94等级达到V-0级,LOI值为28.6%,拉伸强度为30.6 MPa,冲击强度为19.2 kJ/m2。     

PNP/Sb_2O_3协同阻燃NR/CPVC热塑性弹性体的研究

阻燃天然橡胶/氯化聚氯乙烯(NR/CPVC)热塑性弹性体(TPV)是在双辊炼塑机上采用动态硫化法制备而成。主要研究了单用磷氮阻燃剂(PNP)及PNP/三氧化锑(Sb_2O_3)复配阻燃剂对TPV力学性能及阻燃效果的影响,采用热重法(TG)对TPV进行了热氧降解性能分析及阻燃机理探讨。结果表明,少量Sb_2O_3即可与PNP形成有效的协效阻燃作用,并且采用质量分数为40%的PNP与质量质量分数为3%的Sb_2O_3复配阻燃的TPV的相对极限氧指数值(LOI)可达到26.9%,燃烧等级达到UL 94-V0级,只溢出稀薄白色烟雾,并具有较高的力学性能保持率,而添加质量分数为40%的PNP与质量分数为5%的Sb_2O_3复配阻燃剂的TPV的LOI值则达到28.1%。凝聚相成炭阻燃机理是PNP/Sb_2O_3的主要阻燃机理,而阻燃剂在高温下释放不燃性气体的气相阻燃也起到较好的辅助效果。     

耐火抑烟硬质PVC的制备及性能研究

以有机蒙脱土,硫酸铜为原料,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为偶联剂、乙醇和水为溶剂,合成了铜-有机蒙脱土(Cu~(2+)-OMMT),然后将Cu~(2+)-OMMT和三氧化钼(MoO_3)复合加入到聚氯乙烯(PVC)中。运用XRD分析仪、极限氧指数分析仪、烟密度仪、热重分析仪和万能力学试验机等仪器,对Cu~(2+)-OMMT的结构进行了表征,研究了在复合阻燃抑烟体系中,Cu~(2+)-OMMT的含量对PVC体系阻燃抑烟性能、热性能及力学性能的影响。XRD谱图显示,铜离子成功插入到有机蒙脱土中。PVC复合体系的氧指数随着Cu~(2+)-OMMT含量的增加逐渐增大,烟密度等级(SDR)则逐渐降低。PVC体系的拉伸和弯曲强度均随Cu~(2+)-OMMT含量的增加而有所增大,但冲击强度随Cu~(2+)-OMMT的加入而降低。Cu~(2+)-OMMT的加入可以提高PVC体系的残炭率。     

锡酸锌对软质聚氯乙烯的阻燃和抑烟作用

采用氧指数法、热重分析及烟密度测试法就锡酸锌对软质PVC的阻燃抑烟行为进行了研究。发现锡酸锌不仅是软质PVC的良好阻燃剂，更是一种性能优异的抑烟剂，添加15份时，最大烟密度只是空白试样的32．5％，氧指数为30．8，有可能代替三氧化二锑用于软质PVC的阻燃和抑烟。     

聚氯乙烯阻燃性能试验

单独使用氧氧化铝或氢氧化镁作为阻燃剂,不但加入量大,而且阻燃效果不理想,且对软质PVC的力学性能有较大的影响,加入ZB,Sb_2O_3,TBP,氯化石蜡(M-50)及钼酸铵后所组成的各个复合阻燃体系有着良好的阻燃效果。由于加入Sb_2O_3或TBP后分别形成卤-锑协效,卤-磷协效,此两体系均有较好的阻燃效果。此外金属氯氧化物-ZB-Sb_2O_3复合阻燃体系由于存在协同效应所以也有较好的阻燃效果及力学性能。实验得出PVC 100份,DOP 60份,Mg(OH)_2 24份,Sb_2O_3 3份,氯化石蜡(M~50)2份,钼酸铵1份时,阻燃效果最好。PVC为100份,DOP为40份,AL(OH)_3为30份,ZB为10份时,阻燃效果最好。     

微胶囊红磷及其协同阻燃PA6复合材料研究

以三聚氰胺甲醛树脂为囊材,红磷为芯材,过硫酸铵为催化剂,制备了具有核壳结构的微胶囊红磷(MRP),同时复配三氧化二锑(Sb_2O_3)、聚溴苯和玻璃纤维(GF),采用熔融挤出法制备了不同配方的聚酰胺6(PA6)复合材料,研究了复合材料的力学性能与阻燃性能。结果表明:当分散剂聚乙二醇400质量分数为2%,反应3 h时,MRP自燃温度达到469℃;阻燃剂总量相同时,在GF增强PA6基体中同时加入MRP、助阻燃剂(Sb_2O_3或聚溴苯),得到的复合材料比单独加入MRP具有更好的阻燃性能;且当PA6∶MRP∶Sb_2O_3∶GF为100∶15∶5∶30时,PA6复合材料的极限氧指数为29.4%,垂直燃烧等级达到V-0级,冲击强度达到最佳值2.95 kJ/m~2。     

云母基阻燃剂的制备及其在阻燃聚丙烯中的应用

运用共沉淀法制备了锡酸锌包覆云母(ZS/Mica),然后以硅烷偶联剂(KH550)/石蜡(KP)或KH550/癸二酸(KS)改性ZS/Mica,得到2种云母(Mica)基阻燃剂(P-ZS/Mica和S-ZS/Mica),通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对产物进行了表征;通过替代溴锑阻燃体系中的三氧化二锑(Sb_2O_3),探讨了Mica基阻燃剂在阻燃聚丙烯(PP)中的应用。结果表明,ZS包覆在Mica表面;当P-ZS/Mica替代50%的Sb_2O_3时,阻燃PP样品的阻燃性能维持不变,而力学性能有较大改善;替代后阻燃PP样品的断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度分别提高了55%、32%和30%;Mica基阻燃剂部分替代Sb_2O_3后,阻燃PP样品的热稳定性增加,燃烧时热释放速率峰值无明显变化,而烟产生量明显降低。