阻燃成炭剂trimer和微胶囊红磷复配阻燃聚甲醛的研究

采用兼具阻燃和成炭作用的笼状磷酸酯三（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环［2.2.2］辛烷-4-亚甲基磷酸酯）（trimer）和微胶囊红磷（MRP）复配阻燃聚甲醛（POM）。采用垂直燃烧试验、极限氧指数和热重分析研究复配阻燃体系对POM的阻燃性能,并对阻燃POM的力学性能进行分析。结果表明,trimer和MRP有很好的协同阻燃性能;trimer/MRP/ME的添加量为23 %时,阻燃聚甲醛达到UL 94 V-0,极限氧指数最高达29.4 %。     

基于磷氮协同阻燃体系的抗静电PBT材料的性能研究

采用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）作为基体树脂、二乙基次磷酸铝（AlPi）和三聚氰胺次磷酸盐（MPP）以质量比2∶1的配比作为协效阻燃剂、炭黑（CB）作为抗静电填料,制备了阻燃抗静电PBT材料。通过极限氧指数、UL 94垂直燃烧实验、热重分析和扫描电子显微镜分别研究了PBT复合材料的燃烧性能、热稳定性、抗静电性能并测试了其体积电阻率。结果表明,复合材料的阻燃级别达到UL 94 V-0级,极限氧指数为31 %;CB的阈值为12份（质量份,下同）,CB加入量为20份时的体积电阻率达到104 Ω·cm;复配阻燃剂和CB对材料的热稳定性有一定程度的改善,复合材料燃烧后表面形成多孔连续的炭层,获得了优良的阻燃效果。     

纳米SiO2对PC/ABS/RDP阻燃体系的协同作用

采用纳米SiO2作为阻燃协效剂,利用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)协同阻燃剂,制备具有良好阻燃性能、环境友好型无卤阻燃聚碳酸酯(PC).研究纳米SiO2和RDP的添加量对PC阻燃性能和协效作用的影响.结果表明:通过控制纳米SiO2和RDP的用量,可使PC/ABS阻燃体系达到塑料材料燃烧测试标准的UL94V-0级,极限氧指数(LOI)达到29％以上.通过锥形量热仪及SEM测试表明:加入少量的纳米SiO2能够促进体系成炭,同时也说明SiO2和RDP起到了良好的协同效应,提高了材料的阻燃性能.     

纳米SiO2与RDP协同阻燃PC/ABS的研究

采用间苯二酚双（二苯基磷酸酯）（RDP）及其与纳米SiO2复配制备双酚A聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（PC/ABS）阻燃材料,测定了阻燃PC/ABS的极限氧指数、UL94V阻燃性能及热稳定性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了阻燃PC/ABS于600 ℃热分解残余物的形态,采用锥形量热仪测定了阻燃PC/ABS的释热速率峰值（p-HRR）、释热速率平均值（av-HRR）、总释热量（THR）、平均有效燃烧热（av-EHC）和平均质量损失速度（av-MLR）。结果表明,纳米SiO2与RDP添加量分别为5 %和9 %时,PC/ABS的阻燃性能达UL94V-0级,极限氧指数为29.0 %,且阻燃PC/ABS的p-HRR、av-HRR、THR、av-EHC以及av-MLR分别下降了16.12 %、58.82 %、40.83 %、17.91 %和36.90 %,同时也证明了纳米SiO2与RDP具有非常好的协同阻燃效应。     

氢氧化镁与磷酸酯齐聚物协同阻燃聚酰胺6

研究了氢氧化镁（MH）与间苯二酚双（二苯基）磷酸酯（RDP）复配阻燃改性聚酰胺（PA）6,当m（PA6）／m（MH）／m（RDP）为45：50：5时,复合体系通过了垂直燃烧UL94V-0级,极限氧指数为47．0％,拉伸屈服应力、缺口冲击强度和弯曲模量分别为纯PA6的110％、85％和138％。用热重分析仪、动态力学分析仪和扫描电子显微镜对MH和RDP协同改性PA6的机理进行了探讨,发现RDP的加入使PA6／MH作用力加强,热稳定性提高,燃烧炭层更为致密。     

有机-金属杂化化合物阻燃聚丙烯的研究

将有机-金属杂化三嗪化合物（SCTCFA-ZnO）与聚磷酸铵（APP）复配制备了膨胀型阻燃剂（IFR）,通过极限氧指数测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析、热失重分析和扫描电子显微镜分析等表征方法研究了SCTCFA-ZnO/APP的协同作用对PP复合材料阻燃性能的影响。结果表明,APP与SCTCFA-ZnO复配可以有提高PP材料的阻燃性能,当IFR的添加量为25 %（质量分数,下同）,且APP/SCTCFA-ZnO的质量比为2/1时,复合材料的极限氧指数最高,达到31.1 %,达到UL 94 V-0级;IFR可提高复合体系的温热稳定性,阻燃复合材料燃烧后会形成一层致密、连续的炭层,从而起到良好的阻燃效果。     

改性赤泥协同膨胀型阻燃剂阻燃聚乙烯

以聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）复配的膨胀型阻燃体系（IFR）为主要阻燃剂,表面改性后的赤泥（Ti-MRM）作为协效剂阻燃聚乙烯（PE）,采用熔融共混法制备PE基阻燃复合材料（PE/IFR-Ti-MRM）。通过热重分析仪（TGA）、垂直燃烧仪（UL-94）、极限氧指数测定仪（LOI）及扫描电镜（SEM）等对其热氧稳定性、燃烧等级、阻燃性能和残炭形貌进行了表征与分析。结果表明：加入改性赤泥的PE/IFR-Ti-MRM复合材料形成的炭层更加致密和连续,当最优配比时,复合材料的极限氧指数达到32.2,燃烧等级达到V-0级;而PE/IFR阻燃复合材料的极限氧指数只能达到27.5,燃烧等级为V-2级。     

滑石粉和间苯二酚双(二苯基磷酸酯)协效阻燃PC/ABS合金的研究

用γ-氨丙基三乙氧基硅烷表面处理的滑石粉(Talc)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)复合阻燃质量比为7∶3的聚碳酸酯(PC)/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物(ABS)合金,探讨了两者用量对PC/ABS阻燃性能和耐热性能的影响。研究表明,Talc与RDP有一定的协同阻燃作用,添加13.0 wt%Talc和7.0 wt%RDP后,PC/ABS可通过UL-94 V-0级,极限氧指数(LOI)为31.8%,热变形温度比同样阻燃等级、单独添加16.0wt%RDP的PC/ABS(PC/ABS/R-16)高10℃以上。相比于单独用RDP阻燃,滑石粉与RDP复合后的PC/ABS(PC/ABS/R-7/T-13)热重分析图上残炭率从12.8%提高至24.0%,拉曼图谱表示热重分析的炭层的石墨化程度更高;扫描电镜图显示垂直燃烧后残炭的内层更致密,表明滑石粉的加入主要促进了RDP在凝聚相的阻燃作用,有助于体系生成更连续而致密的炭层。     

包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

膨胀阻燃聚乙烯的研究

将可膨胀石墨（EG）和传统的膨胀阻燃剂（IFR）用于制备膨胀阻燃聚乙烯（PE）,采用极限氧指数对其阻燃性能进行了研究,探讨了2种阻燃剂之间的协同阻燃作用,并采用差示扫描量热仪和红外光谱对其热降解过程和炭层结构分别进行了分析。结果表明,EG和IFR对PE具有很好的协同阻燃作用,当其配比为1:1时,膨胀阻燃PE可获得较佳的阻燃性能,阻燃剂用量仅为30份就可使膨胀阻燃PE的极限氧指数达到31.5 %,远高于单一阻燃体系;在热降解过程中,复合膨胀阻燃体系仍表现出EG和IFR的特征降解过程,热降解成炭由二者的热降解产物构成,证实了二者之间的物理作用机理,物理膨胀炭层和化学膨胀炭层的结合有效增加了炭层的隔热、隔氧作用,有利于阻燃性能的改善。     

聚磷酸三聚氰胺对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂——聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66进行阻燃,以氧指数和垂直燃烧(UL94)评价了其阻燃作用;以热失重测定了材料的热分解性能;以扫描电镜观察了材料残炭的结构;并探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。试验表明,单一MPP对玻纤增强PA66有良好的阻燃效果,当添加25％时,阻燃材料的氧指数为38,0％,达到UL94V-0级;MPP参与了玻纤增强PA66的降解过程,在材料表面形成了致密的隔热、隔氧的泡沫炭层。     

Flame-retardant behavior and protective layer effect of phosphazene-triazine bi-group flame retardant on polycarbonate

A series of flame-retardant polycarbonate (PC) composites with different ratios of phosphazene-triazine bi-group flame retardant (A3) were prepared. The flame retardant performance and thermal stability of PC/A3 composites were characterized by LOI, UL 94 vertical burning test, cone calorimetry test and TG. Results show that when the addition of A3 is 13.5%, the PC/A3 composite can pass UL94 V-0 level with a LOI value of 29.3% and reduce the peak heat release rate by 47.5% during the combustion. TG results show that adding 5% A3 can increase the initial decomposition temperature of the PC by 7°C in nitrogen and 9°C in air. Investigation of the morphology and chemical structure of char residue demonstrates that A3 promotes the formation of more complete and compact char residue which acts as physical barriers to inhibit the transfer of heat and oxygen, resulting the good flame retardant properties. The analysis of gaseous pyrolysis product reveals that A3 also exerts a flame-retardant effect in gas phase by releasing PO· free radicals.     

Synergistic effect of organic silicon on the flame retardancy and thermal properties of polycarbonate/potassium‐4‐(phenylsulfonyl) benzenesulfonate systems

Melt blending was used to prepare a series of flame‐retardant hybrids based on bisphenol A, polycarbonate (PC), potassium‐4‐(phenylsulfonyl)benzenesulfonate (KSS), and the organic silicon compounds N‐(β‐aminoethyl)‐γ‐aminopropylmethyldimethoxysilane (KH‐602) and diphenylsilanediol. The flame retardancy and thermal stability of the hybrids were investigated by the limiting oxygen index (LOI) test, the UL‐94 vertical burning test, and thermogravimetric analysis. The results show that the flame retardancy of the PC/KSS system and the weight of the residues improved with the addition of the organic silicon. When the content of diphenylsilanediol was 4 wt % and KH‐602 was 1 wt %, the LOI value of the PC/KSS system was found to be 47, and Class V‐0 of the UL‐94 test was achieved. The microstructures observed by scanning electron microscopy indicated that the surface of the char for PC/KSS systems with KH‐602 and diphenylsilanediol hold a more cohesive and denser char structure when compared with the pure PC/KSS system. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

含磷阻燃剂与硼酸锌协效阻燃聚酰胺11的研究

以二乙基次磷酸铝(DEAP),三聚氰胺磷酸盐(MP)和硼酸锌(ZB)为阻燃体系对聚酰胺11(PA11)进行阻燃改性。通过极限氧指数、垂直燃烧测试(UL 94)和锥形量热仪以及热失重分析研究了阻燃体系构成对复合材料阻燃性能与热稳定性的影响,采用红外光谱对残炭成分进行分析。结果表明,添加20 % DEAP时,复合材料的极限氧指数达到28 %,UL 94 测试达到V-2级, 添加13 %DEAP/7 %MP和12.5 %DEAP/7 %MP/0.5 %ZB时,复合材料的极限氧指数可达到29 %,UL 94测试达到V-1级;DEAP对PA11的热释放速率及总热释放量有显著的控制作用,MP和ZB的加入进一步提升其阻燃性能;DEAP/MP/ZB协同使用时残炭的膨胀性、强度及致密性最好;ZB的加入使残炭中的羟基含量增加,应该是ZB的分解所致。     

阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MC)引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS),制备了一系列阻燃PBS复合材料,并采用极限氧指数、垂直燃烧、微型量热测试以及热失重分析研究了复合材料的阻燃性能以及热稳定性。结果表明,AHP可以有效提高PBS复合材料的阻燃性能;AHP与MC复配可以进一步提高复合材料的阻燃性能,两者质量比为2∶1,添加量为20 %（质量分数,下同）即可使复合材料达到UL 94 V 0级别,极限氧指数达到29 %;AHP以及复合阻燃体系可以有效提高复合材料初始分解温度及其高温稳定性。     

磷酸酯与无机阻燃剂协同阻燃PC/ABS合金研究

研究了多聚芳基磷酸酯PX220分别与纳米蒙脱土和硼酸锌复配对聚碳酸酯/丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)合金的阻燃性能、热稳定性、力学性能及热变形温度的影响。结果表明:用2份纳米蒙脱土和3份硼酸锌分别与10份PX220复配制备阻燃PC/ABS,其氧指数分别达到28%和32%,燃烧性能达到UL94 V-0级。扫描电镜和热重分析表明,复配阻燃剂阻燃PC/ABS合金的炭层能有效隔绝热量的传递,阻止PC/ABS合金热降解,PC/ABS合金热稳定性明显提高。     

耐水阻燃透明型环氧树脂的制备及其应用研究

以二苯基次磷酰氯和哌嗪为原料,成功合成了疏水性阻燃剂哌嗪-1,4-二烷基双（二苯基氧化膦）（PPDO）,并将其添加到环氧树脂（EP）中,制备了阻燃EP复合材料。通过垂直燃烧、氧指数、热失重分析、锥形量热分析和力学性能测试对EP复合材料的阻燃性能、热分解行为、燃烧行为和力学性能进行了详细研究。结果表明,阻燃剂含量为17 %（质量分数,下同）时,EP/17 % PPDO复合材料通过了UL 94 V-0级测试,极限氧指数达28.9 %,耐水测试后,EP/PPDO复合材料仍保持着优异的阻燃效率;与此同时,PPDO与EP基体间出色的相容性,使复合材料具有良好的透明性和力学性能。此外,PPDO明显促进了EP基体提前降解成炭,使其在燃烧过程中,形成了致密且坚硬的膨胀炭层,有效降低了总热释放量,从而使EP/PPDO复合材料获得了良好的阻燃性能。     

超支化聚磷酰胺膨胀型阻燃剂的制备及其协同聚磷酸铵对聚丙烯的阻燃性能研究

以三氯氧磷与二氨基二苯甲烷（DDM）为原料，三乙胺兼为催化剂和缚酸剂，采用一步法合成了一种新型的膨胀型阻燃剂——超支化聚磷酰胺（HBPPA），并对其化学结构与热稳定性进行了表征;将HBPPA与聚磷酸铵(APP)复配后，经熔融共混制备了一系列聚丙烯（PP）阻燃复合材料，并对其阻燃性能、热稳定性及热降解过程进行了研究。结果表明，当HBPPA与APP的质量比为2∶1，总添加量为30 %(质量比，下同)时，PP阻燃复合材料的极限氧指数最高可达28.2 %，垂直燃烧为UL 94 V-0级；HBPPA与APP复合时形成的残炭最为致密、坚固，既可有效防止内部气流的冲击而破裂，又可阻隔外部氧气与内部可燃性气体的交换，阻止热量传递，阻燃协同效果较好。     

新型磷硅阻燃剂的合成及其对PC/ABS的阻燃研究

以三氯氧磷、季戊四醇和二乙氧基氨丙基硅甲烷为原料合成了一种磷硅阻燃剂PN,并通过红外光谱和核磁共振测定了其结构。将PN与聚碳酸酯/(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(PC/ABS)体系共混后研究了PN对PC/ABS体系热降解性能、阻燃性能和残炭形貌的影响。结果表明,PN能改善PC/ABS体系的高温热稳定性和残炭量,在燃烧时形成内表面发泡、外表面致密连续的膨胀炭层;且能提高PC/ABS体系的阻燃性能,当PN的添加量从0增加到30份时,PC/ABS共混材料的极限氧指数由21%增加到29%;当PN添加量超过20份后,共混材料的阻燃等级能够达到UL94V-1级。