木质素磺酸钠改性硬质聚氨酯泡沫阻燃性能研究

对利用木质素磺酸钠溶剂液化产物与聚醚多元醇复配制备改性硬质聚氨酯泡沫材料的阻燃性能进行了研究。采用甲基膦酸二甲酯(DMMP)为阻燃剂,对添加量为10%~16%范围内的改性聚氨酯泡沫材料的结构与性能进行了研究。研究结果表明,DMMP与发泡体系中的其他组分相容性好,DMMP的添加使发泡速度有所下降,但对材料的微观形貌影响不大。与未添加DMMP的泡沫材料相比,添加DMMP的泡沫材料极限氧指数提高,阻燃性增强,当DMMP添加量为16%时,材料的极限氧指数最大,为25.3;材料的压缩强度与表观密度随DMMP添加量的变化而变化,当DMMP添加量为11%时,压缩强度和表观密度都达到最大值,分别为70.55kg/m~3和0.47MPa。综合比较木质素磺酸钠改性硬质聚氨酯泡沫的力学性能和阻燃性能,当DMMP添加量为13%时,综合性能表现较优,压缩强度为0.30MPa,极限氧指数为24.99。     

阻燃剂DMMP对聚氨酯弹性体性能的影响

研究了甲基膦酸二甲酯(DMMP)的不同用量对聚氨酯弹性体阻燃性能和力学性能的影响。结果表明，随着DMMP用量的增大，聚氨酯弹性体的阻燃性能提高，伸长率增加，而力学性能下降，当DMMP的质量分数为3％左右时，聚氨酯弹性体力学性能变化不大；而聚酯型聚氨酯弹性体氧指数可达28，聚醚型聚氨酯弹性体也达到27以上，可满足聚氨酯弹性体材料的阻燃要求。     

典型添加型磷酸酯/可膨胀石墨阻燃聚氨酯泡沫行为研究

对比了3种典型的添加型磷酸酯,亚磷酸二甲酯（DP）、甲基膦酸(5乙基2甲基2氧代1,3,2二氧磷杂环己5基)甲基甲基酯（EMD）和甲基膦酸二甲酯（DMMP）分别与可膨胀石墨（EG）复合阻燃硬质聚氨酯泡沫（RPUF）,研究了3种不同结构的磷酸酯对材料阻燃性能的影响。结果表明,在3种磷酸酯添加相同质量的情况下,添加DMMP和DP样品的极限氧指数明显高于添加EMD的,且添加DMMP样品的热释放速率峰值和热释放总量最低,在3种磷酸酯中具有最好的阻燃行为表现;DP由于在燃烧过程中发生氧化反应而加剧了体系放热从而降低了阻燃效果;EMD通过分解首先释放DMMP,但由于其磷含量偏低,因此阻燃效率低于DMMP;DMMP由于具有磷含量高、气相和凝聚相阻燃效率高等优点与EG配合产生了最佳的阻燃效果。     

DMMP和Al(OH)_3复配阻燃聚氨酯泡沫材料制备及性能研究

以无卤的有机阻燃剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)和无机阻燃剂氢氧化铝[Al(OH)_3]为研究对象,研究了2种不同类型阻燃剂单独使用以及复配使用对阻燃性能的影响。结果表明,有机阻燃剂DMMP单独添加时较无机阻燃剂Al(OH)_3单独添加时的阻燃性能更显著;有机-无机无卤阻燃剂复合使用时达到了阶梯式协同阻燃的效果,当DMMP和Al(OH)_3按照4∶2的比例加入时,聚氨酯泡沫塑料的极限氧指数可达28.5%,有机-无机无卤复配阻燃剂试样的热稳定性明显好于不添加阻燃剂的样品。     

EG/DMMP阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料的研究

采用极限氧指数、拉伸试验机和扫描电子显微镜对可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料(PUI)的阻燃性能、表面炭层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,阻燃剂添加量相同时,复配阻燃体系的极限氧指数值高于EG单独阻燃PUI,PUI/EG/DMMP体系的极限氧指数值由18.6 %提高至33.4 %;EG/DMMP的复配,减少了对泡孔结构的破坏,PUI/EG/DMMP燃烧后能生成更加连续和致密的炭层;阻燃剂添加量相同时,与EG单独阻燃PUI相比,EG/DMMP复配减少了对压缩性能的损害。     

阻燃剂对硬质聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇450、PPG210和异氰酸酯PM200为原料,添加阻燃剂,采用一步法制备硬质聚氨酯弹性体,通过改变阻燃剂的种类及用量,研究其对弹性体性能的影响。研究发现,阻燃剂能明显改善聚氨酯弹性体的阻燃性能,但也在一定程度上影响了材料的力学性能、电阻率和耐热性能,使用固体阻燃剂的力学性能耐热性能改善最为明显;随着甲基膦酸二甲酯(DMMP)用量增加,材料力学性能呈现下降趋势,阻燃性能明显提高;当使用10份的阻燃剂DMMP时,综合效果最优。     

复配阻燃剂对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响

研究了甲基膦酸二甲酯(DMMP)、尿素(UC)、磷酸三乙酯(TEP)单独添加及复配使用对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)阻燃性能的影响。结果表明,UC与DMMP及TEP复配是气相和凝聚相双相协同阻燃机理的复合阻燃剂;UC与DMMP,UC与TEP复配阻燃RPUF,可达到垂直燃烧分级V0级;UC／DMMP复配使用,UC和DMMP含量分别为15%和25%时,其阻燃RPUF的氧指数最高,为27.3%,阻燃性能优于UC／TEP复配阻燃RPUF;复配阻燃RPUF的压缩强度比单独填充UC体系高,呈现协同作用。     

纯液态无卤含磷阻燃聚氨酯硬泡的研制

以二乙二醇和苯基膦酰二氯为主要原料合成了液态阻燃含磷多元醇,研究了含磷多元醇(部分替换聚酯多元醇)、液态阻燃剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响。采用极限氧指数法(LOI)对液态阻燃体系改性聚氨酯硬泡的阻燃性能进行了表征。结果表明,随着含磷多元醇用量的增加,聚氨酯硬泡极限氧指数提高到25%(纯样21.5%);再添加DMMP后LOI提升到29.5%,达到了国家标准GB/T8624-2012中B2级氧指数要求,但存在一定的体积收缩。     

可膨胀石墨对全水发泡聚氨酯阻燃硬泡综合性能的影响

通过可再生的蓖麻油与甘油进行酯交换反应制备蓖麻油多元醇,并将其应用于聚氨酯阻燃硬泡(RPUF)的制备中,讨论了阻燃型可膨胀石墨(EG)的加入量、复配阻燃剂及复配阻燃剂EG/DMMP中EG与甲基膦酸二甲酯(DMMP)的配比对RPUF综合性能的影响。     

改性条件对阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响

选择阻燃剂三聚氰胺和甲基磷酸二甲酯（DMMP）对硬质聚氨酯泡沫塑料进行阻燃改性,研究了异氰酸酯指数、水、三聚氰胺以及DMMP添加量对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能和拉伸强度的影响主次顺序。结果表明,添加三聚氰胺和DMMP可以提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能,当三聚氰胺的添加量为25份、DMMP的添加量为25份、异氰酸酯指数为1.15、水添加量为1.5份时,硬质聚氨酯泡沫塑料的综合性能最佳。     

基于环三磷腈磷氮阻燃剂的合成及其在聚氨酯泡沫的应用

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、苯胺及亚磷酸二乙酯等原料,成功合成阻燃剂六（4-苯胺基次甲基苯氧基-亚磷酸二乙酯基）环三磷腈（HADPPCP）,用于阻燃基于苹果酸多元醇的聚氨酯硬泡。HADPPCP具有良好的热稳定性和成炭性,氮气气氛下的初始分解温度为191.9℃,700℃时的残炭量高到46.8%（质量）。HADPPCP的加入可以改善聚氨酯硬泡的热稳定性、阻燃性能和燃烧行为。添加25%(质量)的HADPPCP可以将聚氨酯泡沫的氧指数从18%提高到25%,最大热释放速率和总热释放量分别从230 kW/m²和20.1 MJ/m²降低至213 kW/m²和16.6 MJ/m²,总产烟量从10.5 m²下降到5.3 m²。     

锥形量热法研究木质素基膨胀型阻燃剂对环氧树脂阻燃抑烟效果

以来自自然界储量第二的木质素作为膨胀型阻燃剂的基体,通过接枝氮、磷元素成功合成碳源、酸源、气源三位一体的木质素基膨胀型阻燃剂（Lig-T）,实现了良好的阻燃性能。将Lig?T按照不同含量添加到环氧树脂（EP）中制备EP/Lig-T复合材料,以锥形量热测试考察复合材料的热稳定性能和阻燃性能,并重点考察复合材料在接近真实火灾事故时的热释放和烟释放规律。结果表明,当Lig-T含量为20 %（质量分数,下同）时,复合材料的热释放速率峰值为1 374 kW/m²、热释放总量为41.63 MJ/m²、烟释放总量为1 634 m²/m²,与EP参比试样的数值相比,均呈现下降的趋势,燃烧结束的残炭率从4.26 %增至10.01 %。基于气相和凝聚相的协效阻燃机理,木质素作为膨胀型阻燃剂的碳源使得复合材料在高温条件下具备更好的成炭效果,在燃烧过程中形成稳定且致密的炭层结构,在实现高效阻燃的同时减少有毒烟气的释放,降低火灾的危害。     

不同POSS对磷⁃硅协同阻燃环氧树脂性能的影响

将两种多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)分别与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)基有机磷阻燃剂(D-bp)复配,制备了磷-硅协同阻燃环氧树脂,并对其阻燃、热、力学和动态力学性能等进行分析.结果表明,在磷含量仅为0.25％(质量分数,下同)时,磷-硅协同阻燃环氧树脂就能达到UL 94 V-0级...     

Bio-based rigid polyurethane foam composites reinforced with flame retardants: From synthesis to performance evaluation

The building and construction industry is under increasing pressure to make insulation materials greener, more sustainable, and less flammable. In this study, sugar beet pulp was liquified under the optimized liquefaction conditions and used as the source of bio-polyol (SBpol) in the production of bio-based rigid polyurethane foam (sPUF). In order to improve the flame retardancy, sPUF composites were prepared with the addition of flame retardants; expandable graphite (EG) and/or dimethyl methyl phosphonate (DMMP). The bio-polyol was used at a fixed ratio of 50 php in sPUF composites whereas the total ratio of flame retardants was fixed at 20 php. The effects of the ratio of EG and/or DMMP on the morphological, physicomechanical, thermal, and flame retardant properties of sPUF composites were evaluated. Although the thermal conductivity values of flame retardant added sPUF composites were increased in comparison to the petroleum-based foam, the compressive strength values were decreased as the amount of DMMP increased in the flame retardant formulation. Thermogravimetric analysis showed that the onset of decomposition of 20 php DMMP-containing sPUF composite decreased to 168.3°C. Although the limiting oxygen index (LOI) value of the petroleum-based PUF was as low as 19.7%, the LOI value of the sPUF/10E/10D foam increased to 24.9% (by about 26%). According to the cone calorimeter results, the peak heat release rate (pHRR) of sPUF was much higher than the petroleum-based foam. The incorporation of both DMMP and EG could further improve the flame retardant properties. The pHRR value of sPUF/10E/10D was 28.1% lower than that of sPUF. The results have shown that flame retardancy of sPUF composites could be improved by the addition of EG which acts in the condensed phase and DMMP, which acts mainly in the gas phase during burning. Flame retardant incorporated sPUF composites are considered as promising materials for use in insulation applications.     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合建材的制备与保温性能研究

通过聚苯乙烯(PS)与氧化石墨烯(GO)共混,制备聚苯乙烯/氧化石墨烯(PS/GO)保温建筑材料,并对PS/GO阻燃性能以及保温性能进行研究。结果表明:GO含量为6%时,4号样品的综合性能最好。4号样品的LOI值为33.4%,阻燃等级达到V-1,热释放速率峰值(pHRR)为525.76 kW/m²,总产烟量(TSP)为629.37 m²。此外,4号样品具有较低的导热系数0.034 2 W/(m·K),并且吸水率以及水蒸气透过系数均满足标准值,说明其可以有效应用于建筑保温材料。     

次磷酸铝添加量对碱木质素基聚氨酯 泡沫阻燃性能的影响

利用精制后的碱木质素部分代替聚醚多元醇制备碱木质素基聚氨酯泡沫材料(PUF/木质素)。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到材料中制备PUF/木质素/AHP材料。通过极限氧指数(LOI)测试PUF/木质素/AHP材料的阻燃性能,通过热重分析(TG)研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了PUF/木质素/AHP材料的燃烧行为和残炭的表面形貌。结果表明：当碱木质素添加量为聚醚多元醇的5%、AHP的添加量为30%时,PUF/5%木质素/30%AHP材料的LOI值达到了25.6%,同时降低了材料的热分解速率和热释放量,促进了材料的成炭。当AHP受热分解时,产生的PO自由基会捕捉材料燃烧时产生的氢氧自由基,从而抑制燃烧反应,同时产生磷酸铝和焦磷酸铝,形成致密的炭层阻隔物质和能量的传递,阻止材料进一步燃烧,从而提高材料的阻燃性能。     

晶须增韧EVA/PE⁃LD/ATH复合材料的阻燃性能研究

制备了晶须增韧乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/低密度聚乙烯/氢氧化铝（EVA/PE-LD/ATH）复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）、氧指数仪、锥形量热仪（CCT）、万能拉力机和高阻计等对添加不同晶须的EVA/PE-LD/ATH复合材料的微观结构、阻燃性能、力学性能和电学性能进行了表征。结果表明,ATH颗粒在复合材料中未出现明显团聚,复合材料中晶须呈交错分布并与基体界面结合致密;晶须对复合材料阻燃性能的提高源于晶须热解产物网络状骨架对炭层的增强作用;碱式硫酸镁晶须（MHSH）、硼酸铝晶须（ABW）和硫酸钙晶须（CSW）添加质量比为13.5∶6.75∶6.75的复合材料的800 ℃质量保留率为32.7 %,极限氧指数为26.8 %,热释放速率峰值为364.4 kW/m²,总热释放量为20.8 MJ/m²,总烟释放量为187.2 m²/m²,阻燃性能相对最优;MHSH具有降低复合材料热释放速率峰值、总烟释放量和增强复合材料拉伸强度的作用,而CSW能够延迟点燃时间,减弱出现轰燃的趋势,但增大了总烟释放量,同时,CSW还具有提高复合材料断裂伸长率的增韧作用;混合晶须对复合材料拉伸强度、邵氏硬度和电绝缘性能的影响有限。     

POSS/DOPO衍生物阻燃改性有机-无机杂化环氧树脂的制备

将低聚倍半硅氧烷(POSS)和一种高效9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)衍生物(D-bp)通过化学键合的方式引入到环氧树脂的固化体系中制备了有机-无机杂化环氧树脂,并对其阻燃性能和力学性能进行分析。结果表明,有机-无机杂化环氧树脂表现出优异的综合性能,当磷含量仅为0.25%时,有机-无机杂化环氧树脂的阻燃级别能达到UL94 V-0级,峰值热释放速率(p-HRR)、总热释放量(THR)和有效燃烧热(EHC)为515.7 kW/m²、157.2 MJ/m²和23.9 MJ/kg,分别降低了45.1%、22.1%和24.4%,力学性能也有明显改善。     

“一锅法”合成双组分镁基阻燃剂及性能研究

基于轻烧氧化镁为原料,通过“一锅法”合成了一种具有氢氧化镁（MH）和碱式碳酸镁（MC）双组分多级结构的一体化高效无卤复合阻燃剂（MCMH）。将MCMH和MH分别与聚丙烯（PP）密炼共混,经模压成型制备了PP/MCMH和PP/MH复合材料,并对比研究了MCMH与MH应用于PP的阻燃性能。结果表明,合成的MCMH是氧化镁先水化转变为氢氧化镁,然后部分氢氧化镁与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸镁,呈现花状多级结构。当阻燃剂质量分数占复合材料的50%时,PP/MCMH复合材料的热释放速率（HRR）峰值和烟雾产生率（SPR）峰值较PP/MH复合材料大幅降低,分别为299 kW/m²和0.038 m²/s。该方法原料来源广泛,工艺简单易行,具有规模化生产和应用的潜力。     

六苯氧基环三磷腈的合成及其在丙烯酸树脂中的阻燃应用

以六氯环三磷腈（HCCP）、苯酚、氢化钠为原料,碳酸钾为催化剂,丙酮为溶剂,在氮气保护下合成了六苯氧基环三磷腈（HPCP）。采用红外光谱、核磁氢谱、碳谱、磷谱、差示扫描量热分析、热重分析技术对产物进行了表征。将HPCP作为阻燃剂添加到丙烯酸树脂中,测试了HPCP不同添加量的丙烯酸树脂的阻燃性和热稳定性。结果表明,当HPCP的添加量为20 wt %时,丙烯酸树脂的垂直燃烧可达UL-94 V-0级,极限氧指数从17.5 %增加到32.2 %,空气中700 ℃时残留质量提高至18.95 %,平均热释放速率（Mean HRR）和总热释放量（THR）分别降低至43 kW/m2和37 MJ/m2。