膨胀型无卤阻燃聚乙烯材料的研究

采用膨胀型阻燃剂-聚磷酸铵和季戊四醇(APP/PER)体系对低密度聚乙烯(LDPE)进行阻燃.通过热重分析(TGA)方法研究了成炭促进剂Zeolite(ZEO)对APP/PER和LDPE的催化成炭作用以及影响LDPE/APP/PER材料阻燃性能的各种因素,同时还对APP与PER之间的膨胀成炭反应历程进行了初步探讨.利用混料试验设计方法对LDPE/APP/PER/AEO材料的配方进行了优化设计,得到了使材料阻燃性能达到最好时的APP/PER/ZEO之间的最佳配比.实验结果表明,将APP、PER、与ZEO联用有较好的阻燃协效作用,添加APP/PER/ZEO膨胀型阻燃剂体系可使阻燃聚乙烯材料的氧指数达到29.3.     

聚磷酸铵和季戊四醇对CR性能影响的研究

以氯丁橡胶(CR)为主体,探究了不同配比、不同含量的聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)对CR力学性能、燃烧性能的影响。结果表明,当阻燃剂总添加量为30%时,APP/PER质量比为3∶1时,CR复合材料燃烧性能最优;随着APP/PER总添加量的增加,极限氧指数升高,力学性能降低。     

硬质聚氨酯泡沫/聚磷酸铵复合材料的制备及阻燃性能研究

以聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,采用一步法全水发泡制备一系列硬质聚氨酯泡沫/聚磷酸铵复合材料(RPUF/APP),通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧以及烟密度测试来研究聚磷酸铵对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)泡孔结构、热稳定性、阻燃性能以及燃烧烟密度的影响。研究表明,聚磷酸铵可以明显提高RPUF/APP复合材料的阻燃性能,30份的聚磷酸铵使得RPUF/APP达到UL94 V-0级别,LOI达到23. 6%。同时发现,APP的加入会降低RPUF/APP泡沫复合材料的热分解温度,提高其成炭率和炭层的高温稳定性,并降低复合材料的燃烧烟密度,有效提高复合材料火灾安全性能。     

膨胀阻燃碱木质素聚氨酯泡沫的制备及性能

将精制后的碱木质素代替部分聚醚多元醇,通过一步发泡法与聚合MDI混合制备了碱木质素聚氨酯泡沫,同时采用季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配组成膨胀阻燃剂(IFR)制备了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过热重分析(TGA)、锥形量热测试(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)测试,分别研究了所制试样的热降解行为和成炭性能、燃烧行为和残炭的形貌。分析结果表明:当碱木质素的添加量为聚醚多元醇的5%,APP与PER的质量比为3∶1,IFR的添加量为30%时,碱木质素基聚氨酯泡沫的LOI达到了24.8%,IFR的加入促进了碱木质素聚氨酯泡沫的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

偶联剂处理聚磷酸铵/硬质聚氨酯泡沫

采用动态热机械分析(DMA)、热重分析(TG)与氧指数测定(LOI)等研究聚磷酸铵(APP)和表面用偶联剂处理过的聚磷酸铵(T-APP)对聚氨酯泡沫阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,APP与T-APP都提高了聚氨酯泡沫的燃烧氧指数,后者效果更加明显;当聚磷酸铵用偶联剂处理后,一定程度上改善了加入纯的聚磷酸铵对聚氨酯泡沫的压缩强度和模量的破坏行为。     

高岭土对APP/PER/PP复合材料性能的影响

以PP废玩具料(W-PP)为主材,高岭土(Kaol)、聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为阻燃剂,通过熔融挤出制备一系列Kaol/APP/PER/W-PP复合材料,对复合材料的极限氧指数(LOI)、UL 94阻燃等级、力学性能和热变形温度(HDT)进行测试,并用锥形量热仪进行分析,结果表明,APP/PER添加后,复合材料的阻燃性能和HDT明显提高,力学强度逐渐降低;适量的Kaol和APP/PER具有较好的协同阻燃效果,而且,添加Kaol后,复合材料的力学性能和HDT明显提升,当在W-PP中同时加入3%的Kaol和25%的APP/PER时,复合材料的LOI为32.1%,阻燃达到UL 94(1.6 mm)V-0级,与单独添加相比,拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和缺口冲击强度均提高了28%APP/PER的性能分别提高了16.9%、15.0%、27.4%和31.3%。     

IFR阻燃ABS体系燃烧性能的研究

以均匀设计数学模型为基础,利用计算机辅助系统(CAD),研究膨胀阻燃剂(IFR)三组分,聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)对ABS阻燃性能的影响,体系中IFR质量分数为30％.结果表明:MEL用量为30份,APP/PER的质量比约为2/1时,垂直燃烧(UL-94)难燃级别可以达到Ⅴ-0级;固定APP/PER的质量比为2/1,随着MEL用量的增加,极限氧指数(LOI)降低,UL-94垂直燃烧时间增大;通过实验观察,提出“T型头”和“火焰簇”两种燃烧现象,并利用IFR阻燃机理,解释了LOI与UL-94形成竞争关系的原因.     

聚氨酯/纳米纤维素/聚磷酸铵泡沫的制备与表征

依据理论计算和对聚氨酯泡沫形貌的单因素优化实验,将聚乙二醇(PEG)、三乙烯二胺、二甲基硅油、水、聚磷酸铵(APP)、纳米纤维素、正戊烷、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)分别按一定配比混合,室温静置发泡,分别得到聚氨酯泡沫、聚氨酯/APP泡沫、聚氨酯/纳米纤维素泡沫、聚氨酯/纳米纤维素/APP泡沫4种样品。分别对4种样品的表观密度、微观形貌、极限氧指数(LOI)等进行了表征。研究结果表明:4种样品主要是物理吸附,没有新物质生成;聚氨酯/纳米纤维素/APP泡沫的LOI为24.5%,接近聚氨酯/APP泡沫的LOI(24.6%);同等压缩率下,聚氨酯/纳米纤维素/APP泡沫的压缩强度高于聚氨酯/APP泡沫。     

微胶囊化聚磷酸铵的制备及其性能

以聚乙二醇(PEG)改性聚氨酯(PUR)为囊材对聚磷酸铵(APP)进行包覆,制备了"三源一体"的膨胀型阻燃剂(MAPP)。通过用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对微胶囊的核壳结构进行表征,采用溶解度测试、水接触角测试研究了季戊四醇(PER)和PEG的配比对微胶囊包覆效果的影响。结果表明,与未包覆的APP相比,MAPP上出现了PUR的特征峰;SEM明显观察到MAPP表面变得粗糙,蜂窝状结构出现;EDS结果显示APP和MAPP具有不同的表面元素含量;XRD峰强度明显减弱,表明改性PUR成功包覆在APP粒子表面;水溶解度和接触角的变化可知,MAPP的水溶解度和表面极性均有所下降,当PER/PEG的物质的量之比为1/1时,包覆效果最佳,此时的溶解度为0.400 g/100 m L H2O,水接触角为86.1°。     

阻燃聚氨酯泡沫塑料的合成及工艺参数优化

将无机阻燃剂聚磷酸铵(APP)和有机阻燃剂磷酸三氯乙酯(TCEP)复配,制备了TCEP/APP阻燃聚氨酯泡沫塑料,并对其耐燃性、力学性能和热稳定性进行了分析。结果表明:阻燃剂添加量为30%时,当m(TCEP)∶m(APP)=1∶3时,TCEP/APP的阻燃效果最佳,此时聚氨酯泡沫塑料的极限氧指数为25.7%,且残炭率增加至37.2%,聚氨酯泡沫塑料的压缩强度和冲击强度分别为0.158 MPa和0.109 kJ/m~2。     

复配阻燃剂阻燃纯棉织物的工艺研究

采用聚磷酸铵(APP),季戊四醇(PER),聚磷酸蜜胺(MPP)复配作为阻燃纯棉织物的阻燃剂,以乙二醛(GLY)为交联剂,研究APP的最佳溶解温度及织物的焙烘条件,并在此条件下以APP/MPP/PER/GLY(10/7/1/2)为复配阻燃剂整理纯棉织物。通过氧指数、垂直燃烧、热降解等表征其阻燃性能。研究结果表明:APP的最佳溶解温度为85℃,复配阻燃剂整理纯棉织物的烘焙条件140℃×150s,阻燃纯棉织物的阻燃性能较好。     

可膨胀石墨改性氯醚树脂钢结构防火涂料的研究

以氯醚树脂、丙烯酸树脂为成膜物,聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(EN)为阻燃发泡体系,通过添加可膨胀石墨,提高了防火涂料炭质层的质量和热稳定性.研制出一种具有良好的附着力、耐候性及阻燃性的超薄膨胀型钢结构防火涂料,该防火涂料遇火涂层发泡膨胀,形成具有一定高度的密实微孔状阻燃层.     

膨胀阻燃LLDPE/EVA复合材料的制备及其改性

将预先配制好的膨胀阻燃剂[IFR,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/硼酸锌(ZB)]与线性低密度聚乙烯(LLDPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行混和,采用双螺杆挤出机,制备阻燃LLDPE/EVA复合材料。用氧化钙(CaO)、天然石墨(NG)、膨胀石墨(EG)对阻燃LLDPE/EVA复合材料进行改性。结果表明:APP/PER/ZB具有明显的膨胀阻燃作用,同时,发现CaO,NG,EG与IFR有协同作用,提高了膨胀炭层的热稳定性和阻燃效率。     

CaCO_3和EG与APP/PER/ZB体系协同阻燃交联EVAC基复合材料的研究

采用膨胀型阻燃剂[聚磷酸铵/季戊四醇/硼酸锌(APP/PER/ZB)体系]对交联乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)进行阻燃改性,然后分别用CaCO3和可膨胀石墨(EG)进一步优化EVAC/APP/PER/ZB复合材料。采用极限氧指数(LOI)仪、锥形量热仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的阻燃性能及阻燃机理,并测试了复合材料的力学性能和介电性能。结果表明,随着APP/PER/ZB体系含量的增加,复合材料的LOI逐渐升高,热释放速率峰值、平均热释放速率、热释放总量逐渐降低;拉伸强度、断裂伸长率和介电常数逐渐下降,但介电损耗变化极小。CaCO3和EG优化的复合材料阻燃性能和拉伸性能均比未优化的有所提高,起到一定的协同阻燃效果,其中EG的优化效果最好;CaCO3对复合材料介电性能的影响与APP/PER/ZB体系大致相同,但高频下EG的影响较为显著,均明显降低了复合材料的介电常数和介电损耗峰值。     

改性APP阻燃性能的研究

用表面活性剂DV对聚磷酸铵(APP)表面进行修饰,研究了不同成炭剂与APP复配对聚丙烯(PP)的阻燃性的影响.结果表明:成炭剂对PP的阻燃性能有不同程度的影响,APP与季戊四醇(PER)组合时效果最佳.采用不同的协同剂和APP/PER体系进行组合实验,得到不同的阻燃结果.当体系中添加三聚氰胺(MEL)时效果最好.采用阻燃性能最好的体系,对PP的力学性能进行测试表明力学性能优于国外同类产品.而且有更加优良的防潮性能.     

无卤阻燃聚丙烯复合材料的研究

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰铵(MEL)和Al(OH)3组成无卤阻燃复合体系,采用正交设计方法,考察了阻燃体系对聚丙烯的冲击性能、熔体流动性、热性能以及燃烧性能等的影响.结果表明:阻燃体系中各组分之间具有很好的协同效应,当聚丙烯与阻燃剂的比例为:PP/APP/PER/MEL/Al(OH)3=100:30:10:3:5时,阻燃聚丙烯有良好的综合性能,同时氧指数达32.1%.     

聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能

以聚碳酸酯二醇、异氟尔酮二异氰酸酯为原料,添加不同用量的聚磷酸铵(APP),制备了一系列阻燃水性聚氨酯。UL-94测试表明,随着APP添加量的增大,水性聚氨酯的阻燃性逐渐增大。锥形量热仪测试表明,随着APP含量从0%增加25%,水性聚氨酯的点燃时间由29 s延长到45 s,最大热释放速率(HRR)由413.2 k W/m2降低到314.3 k W/m2。热重测试表明,水性聚氨酯膜的热稳定性随着APP含量的增加而逐渐升高,当APP为25%时,热稳定性最好。力学性能测试表明,随着APP含量的增加,涂膜的拉伸强度及断裂伸长率逐渐下降。综合考虑以上因素,阻燃水性聚氨酯中聚磷酸铵的适宜用量为20%。     

聚磷酸铵/次磷酸铝/聚氨酯密封胶阻燃体系的阻燃及热降解行为

以蓖麻油为基础多元醇,聚磷酸铵(APP)与次磷酸铝(AHP)复配协同聚氨酯阻燃体系,制备了阻燃聚氨酯密封胶(FRPUS)。研究了APP/AHP阻燃体系对FRPUS阻燃性能、热稳定性能的影响。结果表明,APP与AHP的质量比为5:1,添加量为50%时,FRPUS的极限氧指数(LOI)值达到35.1%,较纯PUS提高74.6%;TGA和热降解动力学表明APP/AHP提高了阻燃体系的热稳定性。     

无卤阻燃SBR的阻燃性能及热失重行为

利用锥形量热仪(CONE)和热失重分析(TG)研究了化学膨胀阻燃剂(IFR)、氢氧化铝/红磷(Al(OH)3/P)及二者复合阻燃SBR的阻燃性能及热失重行为。结果表明,阻燃剂用量为40份,聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)质量比为3∶1时,SBR/APP/PER的热释放速率及生烟速率均大幅度下降,阻燃效果较好;Al(OH)3与P质量比为26∶14时,可有效降低SBR/Al(OH)3/P的热释放速率,但生烟速率较大;将APP/PER∶Al(OH)3/P=1∶1复配,SBR/IFR/Al(OH)3/P的热释放速率和生烟速率没有进一步改善,协同效应不明显。热失重研究表明,空气气氛下,试样SBR/IFR/Al(OH)3/P在300~500℃时,Al(OH)3/P反应使得SBR分解速度下降;在500~800℃时,APP与PER形成炭层,有效地起到隔热隔氧的作用,从而抑制炭黑的分解;两者复合使用,使阻燃SBR分解速度降低,热稳定性提高。     

微胶囊化聚磷酸铵阻燃单组分聚氨酯防水涂料的制备及性能研究

选用三聚氰胺和甲醛反应生成的三聚氰胺树脂作为包覆材料对聚磷酸铵进行包覆,制备了微胶囊化聚磷酸铵。用聚氧化丙烯二元醇(Acclaim2200)和聚氧化丙烯三元醇(4701)与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,并添加增塑剂、填料、阻燃剂等制备了阻燃单组分聚氨酯防水涂料。研究了聚醚比例、预聚体中—NCO含量、阻燃剂添加量等对涂料性能的影响。实验结果表明:m(2200)∶m(4701)=2∶1,—NCO含量为3.5%(质量分数),微胶囊包覆聚磷酸铵(APP)添加量为32%时,阻燃单组分聚氨酯防水涂料综合性能优良。