六苯氧基环三磷腈对PC/ABS合金的阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧试验和锥型量热分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)对聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(PC/ABS)合金的阻燃作用。结果表明:HPTCP对PC/ABS具有良好的阻燃效果。当添加量为15%时,阻燃PC/ABS的LOI为25.0%,阻燃等级达FV-0,并且与未阻燃PC/ABS相比,燃烧时的热释放速率、总热释放量、最高热释放速率、平均热释放速率,平均有效燃烧热和质量损失明显降低;热重分析表明,HPTCP对PC/ABS合金的热稳定性影响较小。热重和残余物分析结果表明,HPTCP主要是通过凝聚相产生阻燃作用,HPTCP的添加可有效抑制PC/ABS的分解,促进它成炭,形成膨胀性炭层,该炭层通过隔热、隔氧及阻止PC/ABS分解产物的挥发而产生阻燃作用。     

六苯氧基环三磷腈对聚碳酸酯的阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧和锥型量热分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)对聚碳酸酯(PC)的阻燃性影响。结果表明:HPTCP对PC具有良好的阻燃效果,当添加质量分数为10%时,阻燃PC的LOI就高达30.7%,阻燃等级达FV-0,与未阻燃PC相比,其最高热释放速率明显降低,质量损失变慢,点燃时间和完全燃烧所需时间延长。热失重和残余物分析结果表明,HPTCP主要是通过凝聚相机理产生阻燃作用,HPTCP热解形成的磷酸类化合物促进了PC成炭,形成的膨胀性炭层通过隔热、隔氧及阻止PC分解产物的挥发而产生阻燃作用。     

六苯氧基环三磷腈/全氟丁基磺酸钾协同阻燃PC

通过极限氧指数测定、垂直燃烧实验和锥型量热仪研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)/全氟丁基磺酸钾(PPFBS)对聚碳酸酯(PC)的协同阻燃作用。结果表明,与单独使用HPTCP或PPFBS相比,添加含极少量(0.05%)PPFBS的复合阻燃剂(HPTCP/PPFBS),可使PC的阻燃级别显著提高,燃烧变慢,总热释放量、平均有效燃烧热明显降低,点燃时间明显增加,即复合极少量的PPFBS能明显提高HPTCP对PC的阻燃作用;单独使用HPTCP或PPFBS可显著改善PC的热稳定性,而使用HPTCP/PPFBS复合阻燃剂对PC热稳定性的影响较小。HPTCP是通过气相和凝聚相同时产生阻燃作用的,它能促进PC成炭,形成膨胀性炭层,并通过隔热、隔氧及阻止分解产物挥发而产生阻燃作用,复合极少量的PPFBS能显著增加阻燃PC的成炭量,因而改善了HPTCP的阻燃作用。     

六苯氧基环三磷腈与四溴双酚A对聚丙烯的协同阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧实验和锥型量热仪分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)与四溴双酚A(TBA)对聚丙烯(PP)的协同阻燃作用。结果表明,在阻燃剂添加量为12.5%时,TBA阻燃PP和HPTCP阻燃PP的LOI分别为25.0%和20.8%,垂直燃烧均无阻燃等级,而二者以质量比1∶1复合阻燃PP的LOI为28.2%,阻燃等级达到FV-2级,且后者的点燃时间较前两者长,热释放速率、质量损失率和累计热释放量均比前两者小,这说明两者之间具有很好的协同作用。热重分析和残炭分析结果表明,TBA/HPTCP是通过气相和凝聚相协同阻燃的,即TBA/HPTCP一方面协同加速PP的炭化,减少可燃挥发物的产生,另一方面TBA分解释放出的HBr捕获燃烧产生的自由基而抑制气相燃烧。     

六苯氧基环三磷腈阻燃PC/ABS合金及其高性能化研究

采用熔融挤出法制备了阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（PC/ABS）合金材料。利用热失重分析仪、氧指数测试仪、垂直燃烧仪、锥形量热仪、电子万能试验机和冲击试验机研究了相容剂马来酸酐接枝聚乙烯共聚物（PE-g-MAH）以及阻燃剂六苯氧基环三磷腈（HPCTP）的加入对PC/ABS合金材料的热稳定性、阻燃性能和力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行分析。结果表明,当PC/ABS的质量比为7/3,以PE-g-MAH为相容剂,且HPCTP添加量为15 %时,阻燃PC/ABS合金材料的综合性能最好,其极限氧指数为26.4 %,热释放速率峰值及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级,拉伸强度和缺口冲击强度分别为55 MPa和32.9 kJ/m2。     

HIMCP的合成及其对PET阻燃性能的影响

将含氮杂环化合物咪唑引入六氯环三磷腈(HCCP)中得到一种新型磷腈类阻燃剂——六(4-咪唑亚甲基苯氧基)环三磷腈(HIMCP),并对其结构进行了表征。同时通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试和热重分析(TGA)研究了HIMCP对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性能的影响,并探究了HIMCP的阻燃机理。结果表明:当HIMCP添加量为6%时,PET/HIMCP复合材料的LOI达到最大值(33.3%);PET/HIMCP复合材料的阻燃等级均能达到UL 94V-0级。另外,PET/HIMCP复合材料的残炭内部为多孔结构,而其外表面则形成了均匀而且致密的炭层,从而使材料的阻燃性能得到有效改善。     

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。     

磷系阻燃剂对PC/ABS共混物燃烧性能的影响

通过磷系阻燃剂(FR)阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物,制备阻燃材料,研究磷系阻燃剂对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为和热稳定性的影响。通过UL94垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、马弗炉测试等表征方法,对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为进了系统的研究。结果表明,磷系阻燃添加量为15%时,PC/ABS阻燃复合材料能够达到UL94 V-2级,LOI的值为29.3%,高温时的残炭量由11.2%提高到20.8%。其中FR阻燃剂在高温下可以产生磷酸酯类黏稠难燃物质,能够有效地起到凝聚相阻燃作用,提高了PC/ABS共混物材料的阻燃性能,表现出良好的阻燃效果。     

聚磷酸铵／季戊四醇复合膨胀型阻燃剂阻燃ABS的研究

通过热重分析、扫描电子显微镜和氧指数等研究了由聚磷酸铵与季戊四醇组成的膨胀型阻燃剂(IFR)对ABS的阻燃作用。与传统的含卤阻燃ABS相比,热失重分析显示,IFR的加入使体系的残炭量显著增加,650℃时ABS的残炭量由不加IFR时的1.9%增至21.32%。扫描电子显微镜观测发现,经IFR阻燃的ABS在燃烧时形成了由无数封闭孔洞构成的蓬松焦化炭层,表明IFR对ABS具有良好的膨胀阻燃效果。在IFR含量为30%时,ABS的氧指数可达27.4%。     

改性硅基杂化介孔材料阻燃PC/ABS研究

将自制的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)接枝硅基杂化介孔材料(DM)、三苯基磷酸酯(TPP)和聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)共混制得阻燃PC/ABS复合材料。研究表明,当DM和TPP的质量分数为2%和6%时,复合材料的氧指数为28%,并达到UL 94 V-0阻燃级别;锥形量热仪进一步分析证实PC/ABS/TPP/DM体系的最大热释放速率和总热释放量均有大幅度下降;通过对炭层形貌及结构的研究表明,DM和TPP具有很好的协效作用,在燃烧过程中能促进PC/ABS复合材料生成微观致密的炭层,增强了PC/ABS复合材料的热稳定性。     

分子间磷杂菲与磷腈双基协同阻燃环氧树脂研究

将六苯氧基环三磷腈(HPCP)和9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–氧化物(DOPO)复合应用于阻燃环氧树脂(EP),通过极限氧指数和垂直燃烧性能测试、热失重分析、锥形量热分析等研究了其协同阻燃EP的性能,探讨了协同阻燃机理。结果表明,当DOPO在HPCP/DOPO复合阻燃剂中所占比例达到80%时,样品的阻燃级别达到UL94 V–0级,总热释放量降低,优于两种阻燃剂单独使用条件下对EP的阻燃效果,表明磷腈和磷杂菲两种阻燃剂之间存在着协同阻燃效应。     

苯基改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

通过锥形量热分析研究了苯基改性聚氨基环三磷腈(BPHACTPA)对酚醛胺固化环氧树脂(E-44/NX-2003)的阻燃作用,结果表明BPHACTPA对E-44/NX-2003有明显的阻燃作用,添加质量分数30%的BPHACTPA,E-44/NX-2003的总热释放量、最大热释放速率、平均热释放速率、平均有效燃烧热和平均质量损失速率分别降低了30.5%、56.9%、53.2%、22.1%和16.6%,达到热释放速率峰值所需时间和完全燃烧时间分别从83s和240s增加到了135s和330s。锥形量热实验的残余物分析表明,BPHACTPA主要是通过促进E-44/NX-2003炭化,并在CO2、N2和NH3等惰性气体的发泡作用下形成膨胀性炭层而产生阻燃作用。     

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。     

阻燃剂六(4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基)环三磷腈的合成及对ABS树脂的阻燃研究

以六氯环三磷腈为原料,与香兰醛发生亲核取代制得六(4-甲酰基-2-甲氧基苯氧基)环三聚磷腈（I）,I再与取代酰肼反应得到相应的六(4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基)环三磷腈类化合物（IIa-IIg）,利用IR、1HNMR、13CNMR、ESI-MS和元素分析对化合物的结构进行了表征;并用该化合物（IIa-IIg）对ABS树脂进行阻燃处理,测试了其限氧指数和UL 94垂直燃烧性能。结果表明,所合成的化合物（IIa-IIg）对ABS树脂均具有显著地阻燃效果,化合物IIe、IIf阻燃效果最好。     

磷酸酯与纳米蒙脱土协同阻燃PC/ABS合金的研究

研究了多芳基磷酸酯PX220与纳米蒙脱土复配阻燃剂对聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)合金的阻燃性能、热失重行为、力学性能及热变形温度的影响;并采用锥形量热仪对合金材料的燃烧性能进行测定。结果表明:PX220添加量为10份,纳米蒙脱土添加量2份时,PC/ABS合金的极限氧指数达到29%,燃烧性能达到UL 94V-0级。锥形量热仪分析结果表明:复配阻燃PC/ABS合金的热释放速率峰值、平均热释放速率、总释放热、平均有效燃烧热和平均质量损失速率都大幅下降,说明PX220与纳米蒙脱土具有非常好的协同阻燃作用。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

阻燃剂六(4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基)环三磷腈的合成及对ABS树脂的阻燃

以六氯环三磷腈为原料,与香兰醛发生亲核取代反应制得六(4-甲酰基-2-甲氧基苯氧基)环三聚磷腈(Ⅰ),Ⅰ再与取代酰肼反应得到相应的六(4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基)环三磷腈类化合物(Ⅱa~Ⅱg),利用IR、1HNMR、13CNMR、ESI-MS和元素分析对化合物的结构进行了表征;并用化合物(Ⅱa~Ⅱg)对ABS树脂进行阻燃处理,测试了其限氧指数和UL 94垂直燃烧性能。结果表明,化合物(Ⅱa~Ⅱg)对ABS树脂均具有显著地阻燃效果,化合物Ⅱe、Ⅱf阻燃效果最好。     

双酚A双(磷酸二苯酯)/聚磷酸铵/酚醛树脂膨胀阻燃剂对ABS阻燃性能研究

通过极限氧指数、水平垂直燃烧、锥形量热和电镜扫描等研究由双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)、聚磷酸铵(APP)及酚醛树脂(PR)组成的膨胀阻燃剂(IFR)对ABS树脂的阻燃作用,研究IFR对ABS树脂的阻燃性能和阻燃机理。结果表明:IFR阻燃剂添加量在30%左右,ABS氧指数达到29.9%,水平垂直燃烧通过UL94 V-0级,平均热释放速率下降50.9%,有效燃烧热平均值下降21.7%。扫描电镜观测发现:IFR阻燃ABS样品燃烧后能够形成连续、致密、封闭、坚硬的焦化炭层。     

微胶囊红磷对高抗冲聚苯乙烯的阻燃作用及机理

通过熔融共混法制备了一系列不同组成的高抗冲聚苯乙烯/微胶囊红磷(HIPS/MRP)复合材料,利用垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热分析等方法研究了复合材料的阻燃性能;采用红外光谱、拉曼光谱和扫描电镜研究了燃烧残余物的结构和组成。结果表明:在HIPS基体中加入少量MRP可使聚合物的阻燃性能提高,加入过多MRP会降低聚合物的阻燃性能;MRP能够促进HIPS在燃烧时成炭,其炭层中含有P—O键;燃烧残余物中的一部分碳原子以类似石墨的层状结构存在,另一部分碳原子则以无定形碳形式存在;少量MRP添加到HIPS中,其阻燃作用主要发生在气相,而用量较多时复合材料成炭性增强,阻燃作用主要发生在凝聚相。但由于残炭质松多孔,其凝聚相阻燃作用较弱,无法使材料自熄。     

双酚A双(磷酸二苯酯)/聚磷酸铵膨胀阻燃剂对环氧树脂阻燃性能研究

通过氧指数、垂直燃烧、热失重、锥形量热和电镜扫描等研究了由双酚 A 双(磷酸二苯酯)(BDP)与聚磷酸铵(APP)组成的膨胀型阻燃剂对环氧树脂的阻燃性能和阻燃机理。结果表明,BDP/APP 膨胀型阻燃剂对环氧树脂有较好的阻燃性能,使环氧树脂氧指数达到29.9%,垂直燃烧通过 UL94 V-0级,500℃残炭量达到34 8%,平均热释放速率下降70.7%,热释放速率峰值下降67.3%,有效燃烧热平均值下降24.1%。扫描电镜分析表明,经膨胀阻燃剂阻燃的环氧树脂燃烧后能够形成连续、致密、封闭、坚硬的焦化炭层。