叶蜡石改性膨胀型涂料阻燃性能研究

为了提高木质胶合板的阻燃性能,以聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-尿素为基础配方,叶蜡石粉作为改性添加剂制备膨胀型阻燃涂料(IFRC);采用锥形量热仪、静态接触角测量仪、扫描电镜、X射线衍射仪和拉力机等仪器对试样的阻燃性能、疏水性能和力学性能进行了表征,并且研究了叶蜡石粉含量对所制备涂料性能的影响。结果表明:在膨胀型阻燃涂料中加入适量的叶蜡石可以提高涂料的阻燃效果,当掺加叶蜡石粉的质量分数为2%时,涂料的火灾增长指数(FGI)降低了47%,火灾性能指数(FPI)增加了89%,并且阻燃性能指数(FRI)提高至2.5倍;叶蜡石粉的加入促进涂层在燃烧过程中形成连续致密的炭层结构,并形成了可以有效隔绝氧气和热量的熔融态物质,进一步增强了涂料的阻燃隔热性能;此时涂层的疏水性能和燃烧后木质胶合板的力学性能达到最佳,水接触角增大了8°,拉伸强度提高了45%,断裂伸长率也提高至8.5倍。本文研究结果对木质胶合板阻燃体系涂料配方的开发有一定的参考作用。     

阻燃环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料制备及阻燃性能

研究制备了环氧树脂(EP)/有机蒙脱土(OMMT)、N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯(BHAPE)阻燃剂阻燃的EP和EP/OMMT等复合材料。XRD证明分散在复合材料中的OMMT为剥离型的,且BHAPE的加入不影响材料中OMMT剥离后的层间距。研究证明,单独使用BHAPE很难使EP通过UL 94 V-0阻燃级,仅添加OMMT的EP固化物,其氧指数和UL94阻燃性能几乎与纯EP固化物的一样。但是同时添加BHAPE和OMMT的EP固化物,当BHAPE和OMMT的添加量分别为25%和5%时,不仅BHAPE/EP/OMMT复合物的CONE阻燃参数都明显降低,而且能通过UL94V-0级。可能是BHAPE和OMMT在凝聚相同时发挥作用,即BHAPE和OMMT协同阻燃作用提高了复合材料的综合阻燃性能。     

二溴新戊二醇在膨胀型阻燃PE-LLD中的作用

以二溴新戊二醇(DBNPG)作为碳源代替部分季戊四醇(PER), 以PER/DBNPG混合磷酸酯三聚氰胺甲醛树脂(MFR)微胶囊化聚磷酸铵(APP)合成膨胀型阻燃剂(IFR), 用于线形低密度聚乙烯(PE-LLD)阻燃。结果表明,适量的DBNPG可增强IFR与PE-LLD之间的相容性,改善材料的拉伸性能,提高材料熔体黏度,形成封闭的膨胀炭层;但DBNPG过量,IFR的软化温度降低,导致熔体黏度下降,破坏炭层的封闭性,恶化阻燃性能;当PER/DBNPG的质量比为70.0/115.5, 且PE-LLD/IFR的配比为70/30时,复合材料的阻燃性能达到最佳。     

聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性

综述了近年聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性的研究进展,包括材料的制备方法、热稳定性(热分解温度及热失重)、阻燃性(氧指数、释热速率、火灾性能指数与质量损失速率)及的蒙脱土改性材料与常规阻燃剂(磷酸酯(盐))的阻燃协效作用。     

RPUF／蛭石复合材料的制备及阻燃性能研究

用酸化、钠化对蛭石进行结构修饰,以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)为插层剂,制备了有机化蛭石(OVMT)。XRD 分析表明:HDTMA~ 已完全插层,蛭石的层间距由改性前的1.49 nm 增大到4.53 nm。将 OVMT与聚磷酸铵(APP)复配用于硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的阻燃,氧指数测试得出:当 OVMT 和 APP 添加量分别为5%和10%时,极限氧指数达到26.8%,比单独添加7%OVMT、10%APP 分别高出5.4%和3.2%;DSC 和 TG测试表明:与纯 RPUF 相比,复合材料吸热峰温度从358.1℃提高到369.6℃。     

高导热阻燃有机硅灌封胶的制备

以乙烯基硅油、含氢硅油为基础胶料,十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化铝为导热填料,二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,制得导热阻燃绝缘有机硅电子灌封胶。研究了改性氧化铝用量对灌封胶黏度、导热性、阻燃性的影响,观察了燃烧残余物的形貌。结果表明,这种改性氧化铝有低吸油值,填充量对灌封胶黏度影响小,所制备的灌封胶具有良好导热性能;而ADP不仅展现出对灌封胶良好的阻燃性,而且还能与改性氧化铝产生协效阻燃性和抑烟作用,同时灌封胶也具有良好的流动性、力学性能和电绝缘性能。当ADP用量50份、改性氧化铝用量600份时,灌封胶的黏度为8 500 mPa·s,硫化后胶条的热导率达2.12 W/m·K,垂直燃烧达到FV-0级,拉伸强度1.72 MPa,拉断伸长率62%,体积电阻率3.9×1012Ω·cm。     

Two in One: Modified Polyurethane Foams by Dip‐Coating of Halloysite Nanotubes with Acceptable Flame Retardancy and Absorbency

Poor flame retardancy of polyurethane foam (PUF) limits its practical application in many fields. Here, flame‐retardant performance of PUF is improved by a simple dip‐coating method. Halloysite nanotube (HNT) coating can be uniformly bonded to PUF surfaces via hydrogen‐bonding interactions, which is confirmed by element mapping and X‐ray photoelectron spectra. Density and mechanical properties of PUF increase with the concentration of HNT suspension, while porosity of the foam decreases with HNT loading. Weight ratio of HNTs to PUF in the composite can be achieved as high as 65.2%. Surfaces of PUF transfer from hydrophobic to super‐hydrophilic after HNT coating, and the water contact angle decreases from 116° to 0° after HNT coating. As a result, methylene blue adsorption capacity of HNTs‐coated PUF increases from 0.02 to 0.15 mg g^?1, and adsorption efficiency can reach 98% after 10 s. HNT coating can prevent PUF from burning and dripping, which suggests that flame‐retardant performance of PUF is significantly improved by HNTs. This work establishes a general procedure for improving flame retardancy and dye absorbency of polymer materials by simple dip‐coating of environmental‐friendly clay nanotubes, which shows great potential in high‐performance polymer and functional composite materials.     

类石墨氮化碳及其MCA杂化物的合成与阻燃

采用三聚氰胺作为原料,通过梯度加热制备了类石墨氮化碳(g-C3N4),再以三聚氰胺、氰尿酸和自制g-C3N4合成了三聚氰胺氰尿酸杂化物(CNMCA)。采用FTIR、XRP和TDA对g-C3N4和CNMCA的结构与热性能进行了表征。将CNMCA应用在聚酰胺6中制备了阻燃复合材料,同时,采用垂直燃烧和极限氧指数法分析了阻燃效果。结果表明,g-C3N4具有较高的热稳定性,其热失重5%(T-5%)的温度高达544.9℃。另外,g-C3N4的杂化不同程度地提高了MCA的热稳定性。当杂化比例为30%时,CNMCA的T-5%由345.5℃提升到352.3℃,在600℃下的残余质量由0.43%显著提升到23.45%。CNMCA的阻燃性能比MCA更佳,当添加到10%CNMCA30时,试样燃烧时的熔滴已无法使脱脂棉被引燃,因此,阻燃等级从UL94 V-2提升到UL94 V-0级,极限氧指数也从27.8%提升至31.3%。     

聚合物／碳纳米管纳米复合材料的制备、热稳定性及阻燃性

综述了聚合物/碳纳米管(CNT)纳米复合材料3年多来(2003—2006)的研究进展,包括其制备方法、热稳定性及阻燃性,重点是其阻燃性(释热速率、质量损失速率、引燃时间、极限氧指数及UL94阻燃性等)。还详细论述了含多层碳纳米管(MWCNT)聚合物热裂及燃烧时的成炭情况和炭层结构及其作为复合材料阻燃剂与层状硅酸盐的异同。     

旋涂法制备聚碳酸酯/氧化石墨烯/LDH复合膜及其阻燃性能研究

采用旋涂法制备了聚碳酸酯/GO/LDH纳米复合膜,并对其结构和性能进行了研究。通过TEM和FT IR等分析可知复合膜制备成功,无机纳米材料薄膜中分散均匀。UV-Vis分析可知,薄膜具有较高的透光率,同时,纳米复合膜对紫外线的吸收率要强于纯PC。从MCC阻燃分析结果可以看出,GO与LDH起到了协同阻燃的作用,并且表现出较高的阻燃效率。     

磷/溴单分子阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料制备及阻燃性能

将磷/溴单分子阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)作用于硬质聚氨酯泡沫,制备出阻燃复合材料(FR/RPUF),利用极限氧指数、水平燃烧、锥形量热研究FR对硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能及火灾燃烧性能的影响。结果发现:当FR添加量为15%时,阻燃聚氨酯泡沫的LOI达到24.1%,水平燃烧达到HF-1级,热释放速率平均值、热释放速率峰值、有效燃烧热及一氧化碳平均释放量分别降低78.7%、78.4%、57.1%和32.2%,硬质聚氨酯泡沫材料火灾危险性大幅度降低。     

聚硼硅氧烷阻燃PC/ABS合金的制备与其阻燃性能

通过极限氧指数和锥形量热分析研究了阻燃剂聚硼硅氧烷对聚碳酸酯/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,添加5 %（质量分数,下同）的聚硼硅氧烷可使PC/ABS合金的极限氧指数从24 %提高到28.6 %;添加聚硼硅氧烷可使火灾性能指数升高63 %,并且可减少燃烧过程中产生的烟、热及CO、CO2等有害气体,促进成炭,保护基体材料,缓和燃烧过程,降低火灾安全隐患。     

Modifying of Cotton Fabric Surface with Nano-ZnO Multilayer Films by Layer-by-Layer Deposition Method

ZnO nanoparticle–based multilayer nanocomposite films were fabricated on cationized woven cotton fabrics via layer-by-layer molecular self-assembly technique. For cationic surface charge, cotton fabrics were pretreated with 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride (EP3MAC) by pad-batch method. XPS and SEM were used to examine the deposited nano-ZnO multilayer films on the cotton fabrics. The nano-ZnO films deposited on cotton fabrics exhibited excellent antimicrobial activity against Staphylococcus aureus bacteria. The results also showed that the coated fabrics with nano-ZnO multilayer films enhanced the protection of cotton fabrics from UV radiation. Physical tests (tensile strength of weft and warp yarns, air permeability and whiteness values) were performed on the fabrics before and after the treatment with ZnO nanoparticles to evaluate the effect of layer-by-layer (LbL) process on cotton fabrics properties.     

溴/氮本质阻燃环氧树脂的热性能和阻燃性能研究

采用热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、极限氧指数仪和综合垂直燃烧测定仪研究了反应型磷/氮阻燃剂聚N-(2,3,5,6-四溴对二亚甲基苯基)-N-乙基胺(BNFR)阻燃环氧树脂的热性能、阻燃性能、成烟性能等。结果表明,BNFR分子通过参与固化反应而以化学键键合于固化树脂的立体网络结构之中,无迁移,通过改变固化树脂的热降解过程提高树脂的热稳定性能以及阻燃性能;BNFR分子结构中含有Br和N两种阻燃元素,气相和固相阻燃机理同时起作用,因此阻燃效率较高,环氧树脂中添加12%的BNFR可以使极限氧指数达到30%,600℃成炭量高于10%。     

超支化聚磷酰胺包覆碳纳米管的可控制备及阻燃应用

采用羧基化碳纳米管(CNT?COOH)作为载体,以三氯氧磷(POCl3)和N,N?二氨基二苯甲烷(DDM)为反应单体,三乙胺为缚酸剂和催化剂,通过一步法(A2+B3)制备了3种不同厚度的超支化聚磷酰胺包覆碳纳米管(CNT/HBP?PA)阻燃剂,并应用于环氧树脂(EP)中,探索了其对EP的力学及阻燃性能的影响.结果表明,...     

How Hydrogen Bond Interactions Affect the Flame Retardancy and Anti‐Dripping Performances of PET

To systematically study how the H‐bonding interaction affect the flame retardancy and anti‐dripping behavior of poly(ethylene terephthalate) (PET), two series of PET‐based copolyesters are prepared by introducing two benzimidazole monomers with similar structure. One (2‐(4‐methoxycarbonyl‐phenyl)‐1H‐benzimidazole‐5‐carboxylic acid methyl ester, PBM) contains H‐bonding donor, the other (2‐(4‐methoxycarbonyl‐phenyl)‐1‐methylbenzimidazole‐5‐carboxylic acid methyl ester, PNM) weeds out the H‐bonding donor by replacing ? NH group with ? N? CH₃. The dynamic rheological behavior, fire resistance and fire‐retardant mechanism of the PET‐co‐PBMs and PET‐co‐PNMs are contrastively investigated. PET‐co‐PNMs have flow behaviors similar to neat PET. While, for PET‐co‐PBMs, the movements of the molecular chains are restricted due to the H‐bonding interaction, leading to higher melt viscosity, which is conducive to the anti‐dripping property. It can be proved that benzimidazole groups promote the carbonization of substrates to form more stable charred layers in combustion, showing an obvious barrier action in condensed phase. Unfortunately, the enhancement of carbonization alone is not enough to inhibit the dripping behavior satisfactorily, and PET‐co‐PNMs fail to pass UL‐94 V‐0 rating. While, PET‐co‐PBMs exhibit better self‐extinguishing and anti‐dripping performances benefiting from strong H‐bonding interactions. The revealed effects of H‐bonding interactions on the fire resistance and anti‐dripping behavior of polymers will guide further design of flame retardants.     

新型UV固化P／Si协同阻燃EA涂层的制备与性能研究

为了提高uv固化环氧丙烯酸酯（EA）涂层的阻燃性能,并保持其良好的力学及光学性能,将丙烯酸羟乙酯（HEA）分别与KH-5707LPzOs反应合成新型含Si／P功能单体,并将其掺杂于EA中,制备了uV固化新型含P／Si协同阻燃EA透明涂层。利用红外光谱仪、紫外／可见光谱仪、热重及涂层力学测试仪等研究了涂层的性能。     

八钼酸蜜胺的制备、表征及阻燃协同、抑烟性能

报道了以蜜胺(MA)和七钼酸铵(AHM)制备八钼酸蜜胺的方法,即在搅拌下将1kgMA分批加入盛有1L水的反应器中,再加入1 5kg浓盐酸,加热使MA全部溶解。另外将2 2kgAHM溶于热水中,将所得水溶液再加入MA的盐酸溶液中,生成八钼酸蜜胺(MOM)白色粉末,得率大于95%。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、光电子能谱(XPS)及元素分析对标题化合物进行了表征。极限氧指数和UL94V阻燃性能测试表明,聚酰胺6(PA6)中加入质量分数25%的聚磷酸蜜胺(MPP),阻燃PA6的氧指数为29 6,通过UL94V-1阻燃级。如PA6中再加入质量分数2 0%的MOM,由于MOM的阻燃协同效应,阻燃PA6的氧指数可达35 3,通过UL94V-0阻燃级。实验还证明,在聚丙烯(PP)中加入质量分数1%的MOM,PP的阴燃最大烟密度降低50%以上。     

镁离子改性MPP对玻璃纤维增强聚酰胺66的阻燃研究

研究了三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）和镁离子改性三聚氰胺聚磷酸盐（Mg-MPP）分别对玻璃纤维增强聚酰胺66（PA66）的阻燃效果、热降解行为以及力学性能的影响。结果表明，在相同添加量的情况下，添加Mg-MPP比添加加PP有着更高的阻燃效率，氧指数提高了近16％。同时还提高了材料的热稳定性，起始分解温度提高26．5℃，残炭量增加。此外，Mg—MPP阻燃玻璃纤维增强PA66的力学性能明显优于MPP阻燃玻璃纤维增强PA66，其拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度分别比后者提高了11．8％、6．5％和18．5％。     

MoO3/ZnO/APP对硬质PVC抑烟阻燃性能的影响

通过均匀实验设计方法研究了MoO3/ZnO/APP（聚磷酸铵）三元复合抑烟阻燃体系对硬质PVC复合材料的抑烟阻燃性能、力学性能和热稳定性的影响,用SPSS软件对试验结果进行了回归分析。结果表明,当MoO3、ZnO、APP分别为2.5份、3.5份和9份时,复合材料的协同抑烟阻燃性能最好,最大烟密度（SMD）由100降低到77.5,烟密度等级（SDR）由85.3降低到57.4,极限氧指数由44.5%提高到65.0%。复合材料的力学性能略有下降,拉伸强度由36.3MPa降至33.7MPa,断裂伸长率由48.1%降至44.7%。热重分析表明,MoO3/ZnO/APP三元复合抑烟阻燃体系使硬PVC失重温度范围变窄,最大失重温度降低了近50℃,而失重速率明显降低。