ADP协效APP/PER阻燃PP的制备及性能

以二乙基次膦酸铝(ADP)为协效剂,与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)传统膨胀型阻燃体系复配,通过熔融共混制备了膨胀阻燃聚丙烯(PP)。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的性能及相关作用机制。结果表明,ADP和APP/PER具有很好的协同阻燃作用,它不但可以同时提高阻燃体系的残炭量和炭层质量,有效抑制熔滴,还可以降低燃烧过程中的生烟量,是更加绿色的阻燃体系。当阻燃体系的总添加量为24%,APP/PER和ADP的质量比为6∶1时,阻燃PP的LOI可达到29.8%,垂直燃烧等级为V–0级,且生烟性比不添加ADP的体系下降了76.9%。阻燃机理研究表明,该体系是以凝聚相为主的凝聚相和气相协同阻燃机制。     

APP/PER阻燃SEBS/PP共混物的研究

采用APP/PER(IFR)复合膨胀阻燃剂阻燃SEBS/PP体系.通过热重分析、扫描电镜、氧指数和万能拉力试验机等研究IFR对SEBS/PP的阻燃及力学性能的影响.IFR的加入可使体系的残炭量显著增加,当IFR的质量分数为30%时,600℃下SEBS/PP体系的残炭量由未加IFR的1.84%增至14.84%.经IFR阻燃的SEBS/PP在燃烧时形成内部多孔,外部致密的炭层,能有效地抑制聚合物的进一步燃烧.添加30%IFR时,SEBS/PP阻燃体系的氧指数可达27%,并通过UL94V-O测试,其拉伸强度为12.5 MPa,断裂伸长率达到492.6%.     

无卤阻燃PP／APP／PTP／PER复合材料的力学性能

采用多聚磷酸铵/含磷三嗪环聚合物/季戊四醇(APP/PTP/PER)体系制备了阻燃聚丙烯(PP)材料,考察了PTP及其阻燃系统的用量对阻燃PP力学性能的影响。结果表明,APP/PER使PP的缺口冲击强度和弯曲模量提高,拉伸强度有所降低,断裂伸长率下降。PTP对PP的缺口冲击强度和弯曲模量影响不大,拉伸强度有所降低,断裂伸长率下降。当加入29%APP/PER/PTP时,缺口冲击强度和弯曲模量分别比纯PP提高了62.0%和14.3%,拉伸强度和断裂伸长率分别下降了13.9%和91.0%。     

凹凸棒对聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇复合材料阻燃性能及力学性能的影响

以聚丙烯为基体,多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/凹凸棒(ATP)为复配阻燃剂(其中APP/PER质量比为3:1),通过熔融共混的方法制备聚丙烯复合材料.采用透射电子显微镜(TEM)考察原土ATP的微观形貌和PP/APP/PER/ATP复合材料的阻燃性能及力学性能.实验结果表明:ATP与APP/PER对PP有协同阻燃作用.当ATP质量含量为2%,复配阻燃剂APP/PER/ATP总量为26%时,PP/APP/PER/ATP复合材料的氧指数为32%,拉伸强度比纯PP提高4.3%,冲击强度比纯PP也提高15.2%.     

含磷三嗪环低聚物阻燃PP的阻燃性研究

利用含磷三嗪环低聚物(PMPT)及其复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯(PP),探讨了PMPT和多聚磷酸胺/季戊四醇(APP/PER)/PMPT的用量对阻燃PP极限氧指数、燃烧参数的影响,并用扫描电子显微镜观察了剩余炭层的微观形貌,推测了阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明,随着阻燃剂PMPT用量的增加,阻燃PP的氧指数逐渐增大;APP,PER,PMPT三者有很好的协同阻燃作用;PMPT阻燃机理遵循凝聚相阻燃机理.     

氧化锌对膨胀阻燃聚丙烯的影响

研究了协效剂氧化锌（ZnO）对聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、氰尿酸三聚氰胺（MCA）膨胀阻燃聚丙烯（PP）体系的阻燃协效作用。采用氧指数（LOI）、热失重法（TG）、锥形量热仪（Cone）、红外光谱（FTIR）等手段分析了ZnO对膨胀阻燃PP的影响。结果表明，氧化锌可提高该体系的LOI和阻燃性能，还可促进阻燃体系形成炭层，且可提高其炭层的强度，该体系氧化锌最佳用量应为1．0份。     

ZnO、PA6及APP对聚丙烯的协同阻燃作用研究

以苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)为增容剂,研究了氧化锌(ZnO)、聚酰胺6(PA6)及聚磷酸铵(APP)对聚丙烯(PP)的阻燃性能和力学性能的影响,并观察了复合材料的微观结构。结果表明:加入1%的ZnO可以在一定程度上提高APP/PP复合材料的阻燃性,而加入10%的PA6后,APP/ZnO/PP复合材料的氧指数(OI)可提高到36.8%,经5%SEBS-g-MAH增容后,PA6/APP/ZnO/PP复合材料OI值可进一步提高至38.9%;APP的加入明显降低了PP的拉伸强度和冲击强度,但ZnO、PA6和SEBS-g-MAH的加入可以显著改善APP/PP复合材料的力学性能;ZnO的加入提高了PP炭层的致密性,而添加PA6后,炭层呈现明显的片状致密结构。     

焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇对聚丙烯的阻燃作用机理研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇(PP/MPP/PER)复合材料,研究了MPP/PER对PP阻燃性能的影响,并通过热重分析(TGA)和红外光谱(FTIR)对其阻燃机理进行了探究。结果表明:MPP/PER对PP具有良好的阻燃作用。当MPP/PER用量为25%、且其质量比为3:1时,阻燃PP的极限氧指数(LOI)达到29.0%;平均热释放速率(AHRR)、热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)和最大比消光面积(PSEA)较纯PP明显下降。MPP/PER对PP的阻燃机理为:当基体受热燃烧时,MPP与PER发生脱水酯化、交联成炭反应,并在NH3作用下发泡膨胀,形成均匀多孔的膨胀炭层,覆盖在PP基体表面,阻隔氧气、可燃气体和热量的传输;同时,体系释放出NH3和水蒸气等不燃性气体,稀释了可燃性挥发物的浓度,有效地抑制了燃烧。     

含磷三嗪环聚合物阻燃聚丙烯材料的制备及性能

利用自制的三嗪环低聚物(PMPT)及复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯材料,研究复合阻燃剂APP/PER/PMPT用量对阻燃PP力学性能、热分解性能的影响,并初步推测阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明:加入复合阻燃剂使阻燃PP的力学性能有所下降.TG曲线显示:复合阻燃剂使阻燃PP的热分解速率减小,热稳定性增加.复合阻燃剂APP/PER/PMPT使PP的氧指数(LOI)增加62%.APP/PER/PMPTF复合阻燃剂主要在凝聚相起到阻燃作用.     

埃洛石对聚丙烯阻燃的影响及阻燃机理

三嗪成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配为膨胀型阻燃剂(IFR),加入埃洛石纳米管(HNTs)形成膨胀型阻燃聚丙烯(PP)复合材料。结果表明:HNTs与IFR对阻燃PP有协同作用,当IFR添加量为17(质量份数,下同),HNTs分添加量为3,阻燃效果达到UL94 V-0级。分析PP/IFR/HNTs体系的阻燃机理,得出HNTs与APP有交联成炭作用,燃烧时能快速在材料表面形成炭层和熔融物,HNTs也起到骨架支撑作用,在两种相互作用下,使PP/IFR/HNTs具有优异的阻燃性能。     

Synergistic effects of hydroxy silicone oil on intumescent flame retardant polypropylene system

The effects of hydroxy silicone oil as a synergistic agent on the flame retardancy of intumescent flame retardant polypropylene composites (IFR-PP) were studied, and the IFR system mainly consisted of the ammonium polyphosphate (APP), melamine (MEL) and pentaerythritol (PER). The UL 94 rating, thermogravimetric analysis (TGA), cone calorimeter (CONE) and digital photograph were used to evaluate the synergistic effects of hydroxy silicone oil (HSO). It has been found that the PP composite containing only APP, MEL and PER does not show good flame retardancy at 30% additive level. The cone calorimeter results show that the heat release rate, mass loss rate, mass, total heat release, carbon monoxide and carbon dioxide of PP/APP/MEL/PER/HSO composites decrease in comparison with the PP/APP/MEL/PER composite. The digital photographs demonstrated that HSO could promote to form the homogenous and compact intumescent char layer. Thus, a suitable amount of HSO plays a synergistic effect in the flame retardancy.     

Vinyl polysiloxane microencapsulated ammonium polyphosphate and its application in flame retardant polypropylene

Vinyl polysiloxane microencapsulated ammonium polyphosphate (MAPP) was prepared by a sol-gel method using vinyltrimethoxysilane as a precursor to improve its thermal stability and hydrophobicity. The MAPP was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and thermogravimetric analyzer (TGA). The results showed that ammonium polyphosphate (APP) was successfully coated with vinyl polysiloxane. MAPP and pentaerythritol (PER) were used together to improve the flame retardancy of polypropylene (PP). The flame retardant properties of PP composites were investigated by limiting oxygen index (LOI), UL-94 test, TGA and SEM. When the MAPP was added as a flame retardant, with PER as a char forming agent, the LOI of PP/MAPP/PER composites was 33.1%, and it reached the UL-94 V-0 level. The results also demonstrated that the flame retardant properties of PP/MAPP/PER composites were better than those of PP/APP/PER composites at the same loading. Moreover, the addition of flame retardant and carbon forming agent could promote the crystallization behavior of PP.     

聚磷酸铵基复合膨胀型阻燃剂的制备及其对聚甲醛的阻燃作用

针对聚甲醛(POM)阻燃的难点,在传统简单共混膨胀阻燃体系聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(ME)/季戊四醇(PER)的基础上,采用高温热反应处理技术将APP(酸源)、ME(气源)和PER(炭源)集成在一个大分子膨胀阻燃体系(RMAPP)中,并将所得大分子一体化产物RMAPP阻燃POM,解决了简单共混膨胀体系中各组分混合不均匀、难分散以及与基体树脂相容性差的难题。研究结果表明:高温热反应产物RMAPP比传统的未经热处理简单共混阻燃体系具有较好的阻燃效果,当阻燃剂RMAPP的添加量为45%时,在垂直燃烧测试实验中,其3.2mm厚试样可达到UL94V—1级别。     

超声协助蒙脱土分散于聚磷酸铵阻燃聚丙烯的研究

阻燃剂能够增强聚丙烯（PP）的阻燃性能,但也会降低其力学性能,因此对阻燃剂进行改性以改善聚丙烯的力学性能显得至关重要。以传统的膨胀型阻燃剂（IFR）[由聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、三聚氰胺（MA）组成]为PP阻燃。在合成APP过程中引入有机蒙脱土（OMt）。APP围绕OMt形成,剥离OMt使其能够较好地分散在阻燃剂中。为使OMt更好地分散在阻燃剂中,在磷酸氢二铵（DAP）、尿素（UREA）溶液中加入OMt,之后对溶液进行超声处理,蒸干后形成DAP-UREA-OMt与五氧化二磷反应生成APP。在PP中添加改性阻燃剂,有助于PP材料阻燃性能的提升与减缓力学性能的下降。当阻燃剂添加量为30%（阻燃剂添加量占总质量的质量分数）时,PP/IFR_APP/OMt复合材料的氧指数达到29.8%,通过V-0测试,拉伸强度为22.0 MPa,高出传统方法0.7 MPa。     

新型阻燃技术在聚丙烯中的应用

将一种膨胀阻燃促进剂ＺＥＯ加入ＡＰＰ（聚磷酸铵）／ＰＥＲ（季戊四醇）膨胀阻燃剂中,用于阻燃ＰＰ（聚丙烯）。这种新型阻燃技术大幅度提高了ＡＰＰ／ＰＥＰ阻燃ＰＰ的效果,极限氧指数（ＬＯＩ）由２７．５上升到４２．０;垂直燃烧试验（ＵＬ－９４）达到Ｖ－０级;锥形量热仪给出的热释放和烟释放等参数也显著下降。本文还采用热重分析仪（ＴＧＡ）、自制热膨胀绝缘测量仪（ＴＦＩＴ）等手段研究了ＺＥＯ促进阻燃效果的机理。     

Effect of Phosphorus-Based Flame Retardants and PA6 on the Flame Retardancy and Thermal Degradation of Polypropylene

The investigation mainly focuses on the effect of polyamide 6 (PA6) and phosphorus based flame retardants (FRs) on improving the flame retardancy of polypropylene (PP). The flame retardant properties have been studied by limiting oxygen index, vertical burning test tests and cone calorimeter testing. The results demonstrate that PA6 and FRs can greatly improve the flame-retardant and thermal properties of PP. It’s found that the addition of PA6/APP/FRs can promote the formation of stable intumescent char layers. Those indicate that the flame retardancy of PA6/APP/FRs/PP composites is improved by the condensed-phase action of PA6/APP/FRs.     

膨胀阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

分析了膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的加入方式对三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系硫化特性的影响,研究了加入不同膨胀型阻燃剂及协效剂硼酸锌(ZB)、有机蒙脱土(OMMT)对动态硫化EPDM/PP热塑性硫化胶(EPDM/PPTPV)性能的影响。结果表明,在动态硫化前加入APP或PER时,EPDM/PP体系不能进行硫化;当APP的加入量为30份时,EPDM/PPTPV的综合力学性能较佳;在EPDM/PPTPV中同时加入APP、PER、三聚氰胺(MEL)时,随着三者加入量的增加,体系的阻燃性能增强,但拉伸强度明显降低,三者的最佳用量为30份APP、10份PER、10份MEL,此时体系的黏度与纯EPDM/PPTPV相当;加入ZB或OMMT时,EPDM/PPTPV的拉伸强度降低,且加入OMMT体系的阻燃效果优于加入ZB体系;加入OMMT时,在低剪切速率下,体系的黏度减小;在高剪切速率下,体系的黏度增大;加入ZB时,在低剪切速率下,体系的黏度与未加ZB体系相当;在高剪切速率下,体系的黏度增大。     

苯基聚硅氧烷微胶囊化聚磷酸铵的制备及其在PP中阻燃性能研究

采用苯基三甲氧基硅烷为前驱体,通过溶胶凝胶法制备出苯基聚硅氧烷微胶囊化聚磷酸铵（MAPP）。将MAPP作为阻燃剂,季戊四醇（PER）作为成炭剂,制备阻燃聚丙烯（PP）。用傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、能谱仪及热重分析仪对MAPP进行表征。结果表明,聚磷酸铵（APP）被苯基聚硅氧烷成功包覆;较之APP,MAPP的热稳定性和疏水性显著提高;MAPP的阻燃性能优于APP,PP/MAPP/PER复合材料达到V-0级别;阻燃剂及成炭剂的加入对PP的结晶行为有促进作用。