PP/APP/磷系阻燃剂FR复合材料的燃烧性能研究

将新型磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)、无规聚丙烯(APP)加入聚丙烯(PP)中制备了 PP/APP/FR 复合材料,采用极限氧指数测定、垂直燃烧实验(UL94)、锥形量热分析对复合材料燃烧性能进行了研究。结果表明,APP/FR 提高了 PP 复合材料的氧指数和垂直燃烧性能级别,延长了点燃时间,降低了热释放速率和燃烧烟气中的 CO、CO_2浓度,阻燃效果显著。当15%(质量分数,下同)FR 和10%APP 复配阻燃 PP 时,复合材料的氧指数达29.6%,UL94 V-0级。     

PP/纳米SiO2复合材料的阻燃性能研究

将磷系阻燃剂1,3,5-三（5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基）苯（FR）、聚磷酸铵（APP）、纳米SiO2复配,制备聚丙烯(PP)纳米复合阻燃材料。采用氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、热重分析仪、锥形量热仪对PP纳米复合阻燃材料的阻燃性能进行了研究。结果表明,FR/APP/SiO2提高了PP的氧指数、水平燃烧等级、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率。当阻燃剂FR/APP/SiO2的总体含量为25 %,FR/APP/SiO2配比为15/7/3的情况下,PP纳米复合阻燃材料的氧指数为29.4 %,水平燃烧等级为FH-1。     

膨胀型阻燃PP纳米复合材料的燃烧性能

将纳米SiO2、磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)加入聚丙烯(PP)中,制备膨胀型阻燃PP纳米复合材料.采用氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、锥形量热仪对PP纳米复合材料的燃烧性能进行研究.结果表明:FR/APP/SiO2提高了PP的氧指数、垂直燃烧等级和残炭率,降低了热释放速率,燃烧烟气中的CO、CO2浓度.在ω(FR):ω(APP):ω(SiO2)=15:7:3,IFR的含量为25%的情况下,PP的氧指数为29.4%,UL-94等级达到V-0.     

三嗪类成炭剂的合成及对聚丙烯的阻燃

以三聚氯氰、二乙醇胺和乙二胺为原料,设计并合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),将其与聚磷酸铵(APP),三聚氰胺(MA)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并用其对聚丙烯(PP)进行阻燃.使用混料设计的方法研究了CA对阻燃PP体系的阻燃性能和力学性能的影响.结果表明.所复配的IFR极大地改善了PP的阻燃性能.当IFR是由80.3%(质量分数,下同)的APP、13.0%的MA和6.7%的CA组成时,IFR对PP体系具有最有效的阻燃性.当PP中IFR加入量为30%时,阻燃PP体系的的极限氧指数(LOI)达到35.5%;当IFR加入量仅为25%时,阻燃PP体系的的阻燃性能也通过UL-94 V-0级,LOI值达到32.5%.     

笼状磷酸酯微胶囊/聚磷酸铵阻燃聚丙烯

将笼状磷酸酯微胶囊(ET)与聚磷酸铵(APP)复配用于阻燃聚丙烯(PP)。采用氧指数和UL 94评价了阻燃PP的阻燃性能,采用热重分析、扫描电子显微镜照片、傅里叶变换红外光谱及X射线电子能谱研究了阻燃剂的协同效应和阻燃机理。结果表明:ET与APP有较好的复配协同效应,ET/APP的阻燃性能随m(ET)/m(APP)的不同而变化。当m(ET)/m(APP)为1∶2时,阻燃效果最好。w(ET/APP)为30%时,氧指数达29.7%,且达到UL 94 V-0级。     

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。     

新型膨胀无卤阻燃PP复合材料的性能

研究了不同配比的新型膨胀阻燃体系[1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)/多聚磷酸铵(APP)]对聚丙烯(PP)阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:当膨胀阻燃体系m(FR)/m(APP)为1:2,总添加量为30%时,与纯PP相比,阻燃PP复合材料的极限氧指数从19.7%提高到27.5%,最大分解速率从2.33%/min降低到1.91%/min,600℃残炭量从6.8%上升至22.8%,呈现良好的膨胀阻燃效果。随着w(APP)的增加,拉伸强度呈下降趋势,简支梁缺口冲击强度逐渐增大。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。     

P-S阻燃剂的制备及聚丙烯的性能

由于聚丙烯(PP)的极限氧指数(LOI)仅为18%左右,限制了其在许多阻燃要求较高领域的应用,以季戊四醇、三氯氧磷、双酚-S为原料合成新型环保磷-硫(P-S)复配协效阻燃剂(FR)制得复合材料。利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱对FR的结构进行了分析,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对复合材料的表面形态和元素组成进行了测试。通过垂直水平燃烧测定仪、极限氧指数仪和锥形量热仪考察复合材料的阻燃效果以及热稳定性能。最后表征了复合材料的力学性能。结果表明FR的添加量为20%时复合材料达到垂直燃测试UL94 V-1等级,LOI提高至24.6%,且具有良好的热稳定性,从而迅速降低了火灾危险性。     

一种三聚氰胺多膦酸盐阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

将自制的三聚氰胺羟基亚乙基二膦酸盐(MHEDP)与聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺磷酸盐(MP)、聚丙烯(PP)按一定比例制成阻燃聚丙烯,采用极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试、热失重分析(TGA)、锥形量热(CONE)、力学性能测试等方法,研究了MHEDP及其复配体系对PP阻燃性能及力学性能的影响。研究表明,当添加12%MHEDP、12%APP、6%MP时,可使PP达到UL94 V-0级(3.2 mm),极限氧指数达到35%,同时保持较好的机械性能。锥形量热测试结果表明,阻燃PP与纯PP相比,热释放速率(HRR)和烟释放速率(SPR)显著下降,说明该阻燃体系能有效控制燃烧过程热量及烟气的释放。     

PE-HD/APP复合材料总体热稳定性作用与阻燃性能关系

采用聚磷酸铵（APP）对高密度聚乙烯（HDPE）进行填充改性,制备出APP不同含量的HDPE阻燃复合材料。通过水平-垂直燃烧仪与氧指数测定仪测试材料的阻燃性能,热重分析实验与复合材料总体热稳定性作用（OSE）评价材料的热稳定性能,研究材料总体热稳定性作用与阻燃性能间的关系。结果表明：OSE法能较好地衡量添加剂用量对复合材料热稳定性能影响情况,增加APP填充量有利于提高HDPE复合材料总体热稳定性与阻燃性能,提高HDPE复合材料的总体热稳定性有利于改善其阻燃性能。     

无卤阻燃聚对苯二甲酸丙二酯的研究

使用无卤磷系阻燃剂二乙基次膦酸铝(ADP)和氮系阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)作为阻燃剂,马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)为增韧剂,对聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)进行阻燃改性,分别研究两种不同体系阻燃剂对PTT阻燃性能和力学性能的影响,并通过热失重(TG)分析仪、差示扫描量热(DSC)仪,扫描电子显微镜(SEM)对其阻燃机理进行研究。实验结果表明,添加质量分数10%的ADP时,阻燃PTT达到V–0级,极限氧指数(LOI)达到30.0%,ADP主要在凝聚相中发挥阻燃作用;添加质量分数20%的MCA时,阻燃PTT达到V–0级,LOI达到24.9%,MCA主要在气相中发挥阻燃作用;ADP与MCA的加入都降低了阻燃PTT的综合力学性能。TG和DSC测试结果说明,ADP与PTT间的相容性良好,可以有效地促进PTT成炭并提高材料的阻燃性能;MCA与PTT间的相容性较差,且MCA对PTT成炭没有影响。添加质量分数5%的ADP和10%的MCA时,阻燃PTT达到V–0级,LOI达到26.9%,说明ADP与MCA具有协效阻燃作用。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

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。     

氢氧化铝/有机改性蒙脱土复合改性沥青性能研究

采用氢氧化铝(ATH)和两种有机改性蒙脱土(OMMT-C、OMMT-F)对沥青进行阻燃抑烟改性,旨在提高隧道沥青路面的阻燃抑烟性能。通过测试三大指标来评价ATH/OMMT复合改性沥青的常规性能,测试极限氧指数(LOI)与烟密度(SDR)来评价其阻燃抑烟性能,利用动态剪切流变(DSR)试验研究其流变性能。基于综合指数法优选出ATH/OMMT复合改性沥青的最佳复掺配比,通过热重(TG)试验分析了ATH/OMMT复合改性沥青的热解燃烧特性并建立了阻燃性能预测模型。研究结果表明,ATH/OMMT复合阻燃剂提高了沥青的稠度与软化点,降低了沥青的低温性能。当ATH掺量为10%(质量分数),OMMT-C掺量为3%(质量分数)时,复合改性沥青的综合性能最优,其极限氧指数大于23%,符合路用阻燃沥青的标准,同时烟密度相对基质沥青降低了33.9%,初始分解温度较基质沥青提高了3~6 ℃,分解残余量提高率最高可达61.3%。ATH/OMMT-C复合阻燃剂通过阻隔热交换通道提高了沥青的阻燃抑烟性能,通过增加沥青的弹性成分提高了沥青的复数模量与车辙因子,以及高温抗变形能力。     

Macromolecular Nitrogen-Phosphorous Compound/Expandable Graphite Synchronous Expansion Flame Retardant Polystyrene Foam

A macromolecular nitrogen-phosphorous flame retardant combined with expandable graphite (EG) was employed to flame-retard expanded polystyrene foam. As the intumescent char formation (catalyzed by the flame retardant) temperature overlaps with the expanding temperature of EG, their synchronous expansion occurs. In this process, the EG sheets can be embedded in the intumescent char and pushed forward to the surface with inflation of the composite chars, which greatly enhances the compactness and strength of the char layer, and better shields the heat and oxygen, as well as promotes the interactions of the degraded products of the polymer and the flame retardant. The limiting oxygen index (LOI), vertical flame and cone calorimeter tests showed that good flame retardance for the flame retardant EPSF could be achieved (LOI: 33.9%, UL94-V0 (1.6 mm) and remarkably decreased heat release rate). A series of characterizations—including char morphology observation scanning by electron microscope, surface elements determination through X-ray photoelectron spectroscopy, char strength test and thermogravimetric analysis—were performed to verify the synergistic mechanisms based on the synchronous expansion of the composite chars.     

膨胀型阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

使用磷酸、季戊四醇、三聚氰胺合成了一种膨胀型阻燃剂。采用热重分析（TGA）、红外光谱分析（FTIR）、氧指数晨6定和垂直燃烧实验，研究了所合成的膨胀型阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用。与普通的膨胀型阻燃剂和包覆型膨胀阻燃剂的对比研究表明，该阻燃剂对聚．丙烯的阻燃性能优良，达到相同的阻燃效果（聚丙烯氧指数达到34％）时，用量较其它两种膨胀型阻燃剂明显减少。抗析出和防湖性能较其它两种膨胀型阻燃剂也有明显改善。     

Effects of ammonium polyphosphate and triphenyl phosphate on the flame retardancy,thermal, and mechanical properties of glass fiber–reinforced PLA/PC composites

The purpose of this study is to increase of the flammability properties of the glass fiber (GF)–reinforced poly (lactic acid)/polycarbonate (PLA/PC) composites. Ammonium polyphosphate (APP) and triphenyl phosphate (TPP) were used as flame retardants that are including the organic phosphor to increase flame retardancy of GF‐reinforced composites. APP, TPP, and APP‐TPP mixture flame retardant including composites were prepared by using extrusion and injection molding methods. The properties of the composites were determined by the tensile test, limiting oxygen index (LOI), differential scanning calorimetry (DSC), and heat release rate (HRR) test. The minimum T_g value was observed for the TPP including PLA/PC composites in DSC analysis. The highest tensile strength was observed in GF‐reinforced PLA/PC composites. In the LOI test, GF including composite was burned with the lowest concentration of oxygen, and burning time was the longest of this composite. However, the shortest burning time was obtained by using the mixture flame retardant system. The flame retardancy properties of GF‐reinforced PLA/PC composite was improved by using mixture flame retardant. When analyzed the results of HRR, time to ignition (TTI), and mass loss rate together, the best value was obtained for the composite including APP.     

Effect of charring agent THEIC on flame retardant properties of polypropylene

Tris(2‐hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC) was used as charring agent and combined with ammonium polyphosphate (APP) to form an intumescent flame retardant (IFR) for polypropylene (PP). The flame retardancy and combustion performance of PP/IFR composite was tested by limiting oxygen index (LOI), UL‐94 vertical burning test and cone calorimeter. The results showed that PP/IFR composite had highest LOI of 34.8 and obtained V‐0 rating when 30 wt % IFR was loaded and mass ratio APP/THEIC was 2 : 1. The peak heat release (PHRR) and total heat release (THR) values of PP composite containing FRs were remarkably reduced compared with that of pure PP. However, water resistant test demonstrated the PP/IFR composite had poor flame retardant durability, both the LOI value and UL‐94 V‐rating decreased when PP/IFR composite was soaked in water at 70°C after 36 h. The degradation process and the char morphology of IFR and PP/IFR composite were investigated by TGA and SEM images. The possible reaction path between APP and THEIC in the swollen process was proposed. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41214.     

磷氮复配无卤阻燃聚苯醚合金的研究

采用固体阻燃剂间苯二酚双[二(2,6-二甲苯基)磷酸酯](RXP)及其与三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)的复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(PPE/PS-HI/SBS)合金,通过氧指数、水平垂直燃烧、扫描电子显微镜、力学性能等测试分析方法,考察了PPE/PS-HL/SBS合...