阻燃剂协同复配对热固性酚醛树脂阻燃性能的影响

通过阻燃剂氢氧化镁(MH)、三水氢氧化铝(ATH)、膨胀型阻燃剂(IFR)、硼酸锌(ZB)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂体系阻燃性能的影响进行了研究。利用差热分析(DTA)对体系的曲线形貌、放热量等热行为进行研究,并对体系的氧指数、垂直燃烧等级及产烟率等燃烧性能进行了测定。结果表明,燃烧放出热量最小的体系为MH/ATH/IFR/ZB/PF,较纯酚醛树脂体系降低了65%,氧指数最大的体系为MH/ATH/IFR/ZB/PF,数值为93.4,较纯酚醛树脂体系的氧指数43.6提高了1.2倍。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级由UL94V-1级均提高至UL94V-0级,产烟率最低的体系为MH/ATH/PF,数值为72%。     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH) 和微胶囊红磷(MRP) 为无卤阻燃剂, 高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 树脂为聚合物基体, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MH-ATH/HIPS的质量比为70:30:100时, 复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级, 氧指数为25.2%, 但垂直燃烧无级别。在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9%)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI) 提高85%, 燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强, 垂直燃烧级别达到FV-0级。当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21:9:12:100时, 复合材料的各项阻燃性能达到最佳, 可以大幅度减少阻燃剂的用量。MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用。同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解, 而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度, 从而起到协同阻燃作用。加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强, 进一步改善了凝聚相阻燃的效果, 因此阻燃性能显著提高。     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂为聚合物基体,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.结果表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MH-ATH/HIPS的质量比为70∶30∶100时,复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级,氧指数为25.2％,但垂直燃烧无级别.在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9％)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI)提高85％,燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强,垂直燃烧级别达到FV-0级.当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21∶9∶12∶100时,复合材料的各项阻燃性能达到最佳,可以大幅度减少阻燃剂的用量.MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用.同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解,而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度,从而起到协同阻燃作用.加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强,进一步改善了凝聚相阻燃的效果,因此阻燃性能显著提高.     

PE/木粉/MRP/Nano–MH共混材料的阻燃及热分解动力学研究

目的 研究微胶囊红磷(MRP)和纳米氢氧化镁(Nano–MH)协同阻燃木塑复合材料(WPC)的阻燃效果及阻燃机理。方法 以MRP为主阻燃剂,Nano–MH为协效阻燃剂,低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和木粉为基础物质,采用二次造粒和注射成型法制备阻燃木塑材料(WPC/MRP/MH)。通过燃烧等级测定、极限氧指数(LOI)测定和热重谱图(TG)分析阻燃剂对复合材料阻燃性的影响,利用Flynne–Walle–Ozawa(FWO)方法研究WPC和WPC/MRP/MH的热分解行为,并采用Criado方法推断WPC/MRP/MH的反应机理。结果 复合材料MRP质量分数为12.5%时阻燃等级达到UL94 V–0级,LOI值高达28.3%;WPC/MRP/MH的t_onset、t_endset和t_p均高于WPC,且在热分解后期FWO方法得到的表观活化能(E_a)逐渐增加,材料热稳定性明显提高;WPC/MRP/MH的反应机理函数为g(α)=[-ln(1-α)]^1/n、f(α)...     

玻纤增强PA6复合材料阻燃性能研究

以氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,制备了玻纤增强阻燃聚酰胺6(PA6)复合材料。结果表明:以MH和ATH复配做阻燃剂,当m(MH)∶m(ATH)=3∶1(总量72份)时,玻纤增强PA6/MH/ATH复合材料的拉伸强度为100.97MPa,弯曲强度为156.27MPa,极限氧指数可达到31.7%,垂直燃烧测试结果为UL94V-2。通过实验还考察了ADP与其他阻燃剂复配对复合材性能的影响,结果表明:MH与ADP复配协效作用不明显,ATH与ADP复配协效作用明显;以ATH和ADP复配做阻燃剂,当m(ATH)∶m(ADP)=5∶1时,玻纤增强PA6/ATH/ADP复合材料拉伸强度为103.02MPa,弯曲强度为123.49MPa,极限氧指数可达到37%,垂直燃烧测试结果为UL94V-0。热重分析表明,800℃时PA6/MH/ATH复合材料的残炭率可达到45.93%,PA6/ATH/ADP复合材料的残炭率达到43.51%;扫描电子显微镜下观察到复合材料燃烧时出现氧化膜及碳层;PA6/ATH/ADP复合材料通过850℃灼热丝性能测试。     

PP/PVAc-OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的燃烧性能

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)-有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/PVAc-OMMT/氢氧化镁(MH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加10%(质量分数)PVAc-OMMT可以提高PP材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且PVAc-OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协效作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

负载型金属氧化物在聚丙烯(PP)/氢氧化铝(ATH)阻燃体系中的协效催化阻燃作用

为解决氢氧化铝(ATH)阻燃聚丙烯(PP)存在高添加量低阻燃效率问题,文中采取了在PP/ATH体系中引入硼酸锌(ZnB)/负载型金属氧化物(WMS)复合协效剂的方法。研究结果表明,ZnB的引入解决了PP/ATH阻燃材料的阴燃问题,WMS的引入显著提高了PP/ATH体系的残炭率,降低了材料的热释放速率、总热释放量和质量损失速率,因而降低了材料的火灾危险性。而ZnB与WMS的协同使用则显著改善了材料的阻燃性能。WMS对PP/ATH阻燃体系的协效催化阻燃作用归因于其具有促进基体树脂PP大分子链自身参与凝聚相成炭的作用。     

阻燃剂对丁腈橡胶阻尼材料阻燃和阻尼性能的影响

研究了阻燃剂体系及用量对以丁腈橡胶(NBR)为基体的橡胶阻尼材料的氧指数、烟密度和阻尼性能的影响。结果表明:三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃体系与氢氧化铝(ATH)阻燃体系相比具有更低的烟密度和更高的阻尼性能;阻燃增效剂硼酸锌(ZB)的加入有利于提高丁腈橡胶阻尼材料的阻燃性能并降低烟密度,但会使丁腈橡胶阻尼材料的损耗因子最大值降低。     

无卤阻燃剂的复配对EVA保温材料阻燃性能的影响

在弹性乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)发泡体系中,添加氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)、红磷3种无卤阻燃剂,研究它们对体系阻燃性能的影响。结果表明,MH、ATH和红磷单独添加均可以不同程度改善EVA发泡体系的阻燃性,但仍较差。MH、ATH和红磷3种阻燃剂复配添加可以大大提高EVA发泡体系的阻燃性能。当MH和ATH添加量分别为32.1%和10.7%,红磷的添加量为5%时,阻燃性能最好,制备的无卤阻燃保温材料的导热系数为0.079W/(m·K),极限氧指数值(LOI)为34.5%,垂直燃烧性能为V-0级,水平燃烧性能为HB级,满足防火材料B1级的要求,同时解决了保温发泡材料的脆性问题。     

环保型硅胶泡沫阻燃抑烟及热分解特性EI北大核心CSCD

以铂(Pt)为催化剂,采用脱氢法制备了环保阻燃硅胶泡沫(SiFs),通过锥形量热仪测试方法分析其火灾危险性,并利用极限氧指数、烟密度和热分析等手段研究了催化剂Pt及阻燃剂超细氢氧化铝(ATH)、超细碳酸钙(CC)、超细氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝/碳酸钙(ATH/CC)对SiFs阻燃抑烟和热分解特性的影响。研究结果表明,SiFs的火灾安全性优于聚氨酯(PU)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。Pt含量对SiFs的阻燃及热分解特性影响显著,当Pt的质量分数为0.6%和0.9%时,SiFs的阻燃抑烟性能较好。Pt质量分数为0.9%时,SiF的初始分解温度最高,热稳定性好。阻燃剂添加量越多,阻燃效果越好,添加ATH的SiFs阻燃性能最好。ATH和MDH具有优异的抑烟性能,但添加ATH和MDH的SiFs力学性能随添加量增加而下降。此外,Pt及阻燃填料能够影响SiFs的初始热解温度,减缓热分解进程。     

PVC/阻燃抑烟剂体系的力化学改性

研究了高能振磨作用对PVC／硼酸锌(ZB),PVC／三氧化二锑(Sb2O3)-三氧化钼(MoO3)以及PVC／Sb2O3-MoO3-ZB体系阻燃抑烟性能和力学性能的影响。结果表明,高能振磨可使PVC与ZB、Sb2O3或MoO3分子闯产生化学键合,增强了PVC基体与阻燃抑烟荆ZB,Sb2O3-MoO3,Sb2O3-MoO3-ZB之同的界面相互作用,促进了阻燃抑烟荆(FRs)在PVC中的分散,使PVC／FRs体系的烟密度(Dm)值降低,极限氧指数(LOI)值以及抗冲击强度,拉伸强度,断裂伸长率得到明显提高。     

镁铝复配无卤阻燃剂对EVA/LDPE性能影响研究

以氢氧化镁(MH)和氢氧化铝(ATH)为无卤基材,结合硼酸锌、红磷和硅酮复配制备无卤阻燃剂。将阻燃剂进行改性后与EVA/LDPE共混制备新型无卤阻燃材料。通过正交试验法,研究不同配方无卤阻燃剂对材料的拉伸性能和阻燃性能的影响,进而获得最佳的复配阻燃剂配方。结果表明,在ATH和MH总量为60份的情况下,当MH∶ATH为5∶1,硼酸锌加入量20份,红磷加入量4份,硅酮用量为3份时,复配后无卤阻燃剂对EVA/LDPE的阻燃性能满足垂直燃烧等级UL-94V-0级,机械性能也较好。     

环保型硅胶泡沫阻燃抑烟及热分解特性

以铂(Pt)为催化剂,采用脱氢法制备了环保阻燃硅胶泡沫(SiFs),通过锥形量热仪测试方法分析其火灾危险性,并利用极限氧指数、烟密度和热分析等手段研究了催化剂Pt及阻燃剂超细氢氧化铝(ATH)、超细碳酸钙(CC)、超细氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝/碳酸钙(ATH/CC)对SiFs阻燃抑烟和热分解特性的影响。研究结果表明,SiFs的火灾安全性优于聚氨酯(PU)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。Pt含量对SiFs的阻燃及热分解特性影响显著,当Pt的质量分数为0.6%和0.9%时,SiFs的阻燃抑烟性能较好。Pt质量分数为0.9%时,SiF的初始分解温度最高,热稳定性好。阻燃剂添加量越多,阻燃效果越好,添加ATH的SiFs阻燃性能最好。ATH和MDH具有优异的抑烟性能,但添加ATH和MDH的SiFs力学性能随添加量增加而下降。此外,Pt及阻燃填料能够影响SiFs的初始热解温度,减缓热分解进程。     

阻燃抑烟剂锡酸锌和羟基锡酸锌协同阻燃研究进展

锡酸锌及羟基锡酸锌是一类性能优良的高效阻燃抑烟剂，尽管它的成本较高，但其在阻燃材料上的应用仍然有巨大的潜力，众多学者研究将其与其他体系阻燃剂进行复配协同使用，提升体系阻燃抑烟性能，凸显了锡酸锌和羟基锡酸锌的协同作用。综述了近年来锡酸锌和羟基锡酸锌作为阻燃增效剂及抑烟剂与无机阻燃剂和有机阻燃剂的协同阻燃作用研究情况。     

硅烷交联无卤阻燃LLDPE/LDPE/POE的加工特性研究

针对硅烷交联无卤阻燃聚烯烃电缆料易吸潮,产生预交联导致挤出性差的问题,将氢氧化镁(MH)与氢氧化铝(ATH)阻燃剂复配后硅烷偶联处理,采用熔融共混的方式制备了硅烷交联LLDPE/LDPE/POE无卤阻燃材料。重点研究了阻燃剂硅烷处理前后对其加工性能的影响以及MH与ATH不同配比对其力学性能、氧指数、热延伸性能的影响。结果表明氢氧化物阻燃剂经硅烷偶联处理的比未处理的挤出的复合材料片材表面平整光滑,流变性能好,没有预交联。此时,平衡扭矩下降了24.8%,熔体流动速率提高了23.5%。随着MH/ATH配比的增加,复合材料的氧指数、拉伸强度呈现出先升高后降低的趋势,热延伸率、永久变形率、断裂伸长率呈现出先降低后升高的趋势。当MH/ATH配比为2/1时,经过8d耐水实验,复合材料性能最佳,此时的拉伸强度为17.5MPa、断裂伸长率为349%、氧指数为34.2%、热延伸率为17%和永久变形率为3.3%。     

硼酸锌/三氧化钼复配型阻燃抑烟剂对聚氯乙烯燃烧性能的影响

利用极限氧指数、热失重测试、建筑材料烟密度等级测试、扫描电镜等方法研究了硼酸锌(ZB)和三氧化钼(Mo O3)对聚氯乙烯(PVC)燃烧性能的影响。研究结果表明,ZB和Mo O3都具有较好的阻燃效果,ZB的阻燃效果优于Mo O3;而Mo O3的抑烟效果优于ZB,二者具有较好的协同抑烟作用,当添加10 phr配比为2∶8的ZB/Mo O3时,可使PVC体系的最大烟密度值(MSD)从58.07降到37.84,烟密度等级(SDR)从45.06降低到27.02,燃烧后物质的质量残留量大幅度提高。添加ZB和Mo O3的PVC燃烧后,表面会形成一层致密的结构,该结构有利于阻止外界环境中的氧气和热量进入材料内部;材料内部会形成更小的孔洞,进一步证明了ZB和Mo O3的加入使材料燃烧后的炭层结构更加致密,不易坍塌。     

无卤阻燃剂的添加量对EVA发泡材料发泡性能的影响

针对EVA无卤阻燃发泡体系,研究了氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)和红磷3种阻燃剂对EVA体系发泡性能的影响。结果表明:添加MH、ATH会使体系的粘度、发泡压力提高,交联度下降,过量的MH和ATH会导致发泡材料表面鼓泡,发泡倍率降低。添加红磷,体系的粘度、交联度下降,发泡压力、发泡倍率增大。为了保证EVA材料的顺利发泡,MH、ATH单独使用时,添加量分别不超过55%和50%(质量分数),阻燃剂复配使用时,添加量不能超过50%(质量分数)。添加MH、ATH和红磷会影响EVA材料的发泡性能。     

含无机阻燃剂硅橡胶泡沫的阻燃及热分解特性研究

为制备出阻燃性能优异的室温硫化硅胶泡沫(SRF),本工作探究了无机阻燃剂对SRF的阻燃效果。首先,通过正交实验L_9(3~4)优选出极限氧指数(LOI)最大的SRF,再分别添加氢氧化镁(MH)、碳酸钙(CC)和氢氧化铝(ATH)制成SRF复合材料。然后利用极限氧指数仪、烟密度测试仪、同步热分析仪对SRF复合材料进行测试分析,并采用Coats-Redfern、Achar法计算其表观活化能。结果表明:优选出的SRF的LOI为29.5%,添加无机阻燃剂后其氧指数增大,其中添加30%(质量分数)ATH的SRF的LOI最大,为34.9%;添加无机阻燃剂后,SPF复合材料的烟密度降低,其中ATH抑烟性最好;MH和ATH均提升了SRF的热稳定性,当两者的添加量均为20%(质量分数)时,SPF复合材料的质量残余率分别提升16.5%、15.2%,而添加30%CC后其质量残余率降低4.7%,且热稳定性也降低;活化能越大,无机阻燃剂的阻燃性能越强,MH、ATH在低温阶段、高温阶段均具有明显阻燃特性,而CC主要在高温阶段的阻燃特性较为明显;研究结果表明,添加ATH的SRF复合材料的阻燃效果最好。     

表面改性纳米氢氧化铝及复合体系阻燃聚丙烯的研究

通过不同偶联剂改性纳米氢氧化铝(ATH)及ATH/红磷复合体系填充阻燃PP,研究了表面改性剂的种类及用量和体系配比对体系阻燃性和力学性能的影响。结果显示:表面改性可有效提高ATH/PP体系的阻燃性和力学性能,硅烷偶联剂较油酸钠和钛酸酯改性效果更好;在PP体系中,其最佳添加用量为ATH质量的2%,体系中PP/ATH质量比为100:50时,改性可使体系氧指数提高14%～30.3%,垂直燃烧等级达FV-1级,且力学性能有较大提高。少量红磷加入可与纳米ATH形成协同阻燃,体系中PP,ATH与红磷质量配比为100:45:5时比单独ATH阻燃效果更好。     

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明：当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m²,氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。