新型成炭剂对EVA/APP体系的阻燃性能影响研究

以新型成炭剂聚对苯二甲酰乙二胺(PETA)和聚磷酸铵(APP)复配制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/APP/PETA复合材料,通过极限氧指数法和垂直燃烧法表征了复合材料的阻燃性能,通过热失重分析仪(TGA)和扫描电镜(SEM)分析了复合材料的热稳定性能和残炭表面形貌。结果表明:APP与PETA复配(IFR)后可以极大地提高EVA的阻燃性能,EVA/APP/PETA(质量比70/25/5)体系极限氧指数(LOI)达到39%,较纯EVA提高了88.4%,UL 94测试为V-0级别;EVA/APP/PETA复合材料在600℃下的残炭率达到了42%,较纯EVA残炭率高37%。SEM表明:30%IFR(APP与PETA质量比5:1)的加入提高了样品残炭表面致密性。     

CMSs对新型聚丙烯膨胀阻燃体系性能的影响

为了进一步提高聚丙烯(PP)膨胀阻燃体系的阻燃性能,将碳微球(CMSs)添加至膨胀型阻燃聚丙烯(壳聚糖/聚磷酸铵/聚丙烯(CS/APP/PP))体系中,经熔融共混的方法制备出CMSs/CS/APP/PP复合材料。采用数显氧指数仪(LOI)、锥形量热仪(CONE)、电子万能试验机(EUT)等仪器对复合材料进行了测试,同时考察了CMSs对聚丙烯膨胀阻燃体系(CS/APP/PP)阻燃性能的影响。结果表明,CMSs的加入可提高材料的阻燃性;在CMSs添加量为3%时,复合材料的极限氧指数达到31.5%,较CS/APP/PP体系提高了18.9%;热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、平均有效燃烧热(MEHC)、总热释放量(THR)均明显降低,成炭率显著提高,炭层更加致密,火灾性能指数(FPI)达到最大,为0.089 3 m~2·s/kW,较CS/APP/PP体系提高了1倍多,材料的阻燃性大幅度提升。同时CMSs的加入显著提高了复合材料的抑烟性,使复合材料的总烟释放量(TSR)、CO和CO_2的排放均明显降低;且复合材料的火灾蔓延指数(FGI)显著减小,为1.16 kW/(m~2·s),较CS/APP/PP体系降低了29.9%,火灾危险性明显降低。     

凹凸棒对聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇复合材料阻燃性能及力学性能的影响

以聚丙烯为基体,多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/凹凸棒(ATP)为复配阻燃剂(其中APP/PER质量比为3:1),通过熔融共混的方法制备聚丙烯复合材料.采用透射电子显微镜(TEM)考察原土ATP的微观形貌和PP/APP/PER/ATP复合材料的阻燃性能及力学性能.实验结果表明:ATP与APP/PER对PP有协同阻燃作用.当ATP质量含量为2%,复配阻燃剂APP/PER/ATP总量为26%时,PP/APP/PER/ATP复合材料的氧指数为32%,拉伸强度比纯PP提高4.3%,冲击强度比纯PP也提高15.2%.     

基于PAPP的新型磷氮阻燃体系对HDPE阻燃和力学性能的影响及阻燃机理分析

以聚焦磷酸哌嗪(PAPP)及聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,制备了阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。考察了PAPP及APP单独使用和复配体系对HDPE阻燃性能、热降解性能、结晶性能的影响,并对阻燃机理进行了分析,最后对复合材料的力学性能进行测试。结果显示,当PAPP∶APP的质量比为2∶1时,复合材料的LOI达到最高30.0%,垂直燃烧达到V-0级。PAPP/APP引入后,复合材料在氮气及空气气氛下,均具有良好的成炭性能。在700℃的残炭率分别为9.3%和7.2%,并且,最大热失重速率(MMLR)相比于纯HDPE材料显著下降。HDPE/PAPP/APP复合材料的结晶性能相比于HDPE/PAPP及HDPE/APP复合材料的结晶性能均有一定程度的增加,且复合材料形成了稳定且连续的炭层,可以抑制材料持续燃烧。能谱分析(EDS)表明,C、P元素主要被固定在凝聚相中。热失重-红外联用(TG-IR)测试显示,复合材料燃烧后气相中碳氢化合物峰值下降37.0%,CO_2释放峰值下降47.8%,表明PAPP/APP体系具有气相阻燃作用。HDPE/PAPP/APP复合材料对力学性能影响相比于HDPE/PAPP和HDPE/APP复合材料更小。     

PP/APP/磷系阻燃剂FR复合材料的燃烧性能研究

将新型磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)、无规聚丙烯(APP)加入聚丙烯(PP)中制备了 PP/APP/FR 复合材料,采用极限氧指数测定、垂直燃烧实验(UL94)、锥形量热分析对复合材料燃烧性能进行了研究。结果表明,APP/FR 提高了 PP 复合材料的氧指数和垂直燃烧性能级别,延长了点燃时间,降低了热释放速率和燃烧烟气中的 CO、CO_2浓度,阻燃效果显著。当15%(质量分数,下同)FR 和10%APP 复配阻燃 PP 时,复合材料的氧指数达29.6%,UL94 V-0级。     

偶联剂处理对阻燃稻秸/HDPE复合材料性能的影响

以稻秸为反应相,采用原位聚合反应在稻秸表面构筑聚磷酸铵(APP),再与高密度聚乙烯(HDPE)复合制成APP/稻秸/HDPE复合材料。通过添加偶联剂(异氰酸酯、钛酸酯偶联剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷)探讨偶联剂对APP/稻秸/HDPE复合材料性能的影响。极限氧指数测试表明,偶联剂有利于提高稻秸/HDPE复合材料的阻燃性能,当钛酸酯偶联剂的质量分数为3.0%时,复合材料的极限氧指数最大,为23.68%。力学性能测试表明,偶联剂改性对APP/稻秸/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度影响不大,但能显著增加复合材料的断裂伸长率,特别是钛酸酯偶联剂使APP/稻秸/HDPE复合材料的断裂伸长率和冲击强度得到改善。SEM分析显示,偶联剂的加入改善了APP、稻秸、HDPE之间的相容性,当偶联剂为钛酸酯偶联剂时,APP/稻秸/HDPE复合材料界面相容性最佳。     

HDPE/APP阻燃型复合材料性能的研究

用聚磷酸铵(APP)对高密度聚乙烯(HDPE)进行改性,制备出不同含量的APP阻燃HDPE复合材料.通过微机控制电子万能试验机、水平-垂直燃烧仪与氧指数测定仪、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)等研究HDPE/APP阻燃型复合材料的性能.结果表明:随APP的含量增加,HDPE/APP阻燃型复合材料的抗拉强度和弯曲模...     

PP复合材料的制备及其阻燃性能研究

将碳微球(CMSs)及聚磷酸铵(APP)添加至聚丙烯(PP)中,制备了PP复合材料。采用极限氧指数(LOI)、热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)及电子万能试验机(EUT)等表征手段对PP复合材料的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能进行了测试分析,考察了APP与CMSs的质量比以及添加量对PP阻燃体系性能的影响。结果表明:在APP与CMSs质量比为4:1,总添加量为30%时,PP/CMSs/APP复合材料的LOI为28.7%,较纯PP提高了59.4%;火灾性能指数(FPI)值较纯PP提高了约5倍;热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均热释放速率(MHRR)和平均有效燃烧热(MEHC)分别较纯PP降低了31.11%、14.2%、24.5%和32.1%;火灾蔓延指数(FGI)值较纯PP降低了55.3%,且复合材料的热稳定性有所提高,成炭能力显著提升,PP的阻燃性能得到明显改善。     

磷酸硼协效膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃性能的研究

在膨胀型阻燃剂（IFR）中添加不同比例的协效剂磷酸硼（BP）制备复合阻燃剂,将复合阻燃剂加入聚丙烯（PP）中,制备阻燃PP复合材料。通过垂直燃烧、极限氧指数测试、锥形量热测试、热重分析和力学性能测试对PP复合材料进行表征。结果表明：BP对IFR具有显著的协同阻燃效果。当添加2%BP和13%IFR时,PP/IFR/BP复合材料（样品4#）阻燃性能最佳,燃烧等级达到V-0,极限氧指数达到30.8%。样品4#的热释放速率峰值、平均热释放速率、总产烟量和总释放热与加入15%IFR的阻燃PP相比,分别降低19.51%、4.40%、34.00%和6.87%,700℃时样品4#的质量保留率增加50%。燃烧过程中,PP/IFR/BP复合材料的硼元素在凝聚相中催化IFR交联成炭,较未添加BP的复合材料,PP/IFR/BP炭层膨胀程度更高且更致密。BP协效剂的添加降低了阻燃剂的添加量,明显提升复合材料的力学性能。     

壳聚糖/聚磷酸铵膨胀阻燃PP的阻燃及抑烟性能

为了提高聚丙烯(PP)的阻燃和抑烟性能,将壳聚糖(CS)作为膨胀型阻燃剂的碳源、聚磷酸铵(APP)作为膨胀型阻燃剂的酸源和气源,在此基础上通过熔融共混的方法制备了PP/CS/APP复合材料。采用极限氧指数仪、锥形量热仪等仪器研究了PP/CS/APP复合材料的的抑烟性及阻燃性。研究结果表明:CS/APP添加量为30%时,复合材料的极限氧指数值最大可达28.1%;且复合材料在烟气释放总量、CO和CO_2排放上明显降低,抑烟性得到了提升;热释放速率峰值、平均热释放速率值、平均有效燃烧热值、总热释放量值降低,成炭率升高,PP/CS/APP复合材料更难点燃;火灾性能指数明显提高,阻燃性能得到了大幅度提升,火灾蔓延指数显著减小,同时火灾危险性也相应降低。     

无机阻燃剂在高密度聚乙烯阻燃格栅中的应用

将无机阻燃剂聚磷酸铵、氧化锑添加到高密度聚乙烯中,制得阻燃格栅材料,通过氧指数法和燃烧试验测得了其阻燃效果,并得出了最佳的阻燃剂添加量。     

新型磷-氮系复配阻燃剂在聚丙烯中的应用

采用一种新型磷-氮系阻燃剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂,对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃PP的阻燃性能、热分解过程及力学性能。结果表明:当复配阻燃剂添加量为30%时,阻燃改性PP的氧指数和垂直燃烧等级分别达到32.3%和UL94 V-0级,拉伸强度为37.4 MPa,缺口冲击强度为39.5 kJ/m2,并且具有很好的热稳定性。     

ABS树脂的无卤膨胀阻燃研究

以聚酰胺6(PA6)为协效成炭剂,将膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)应用于ABS树脂,通过氧指数(OI)测定及UL94测定,探讨了PA6、APP含量对阻燃体系阻燃性能的影响;同时,对复合体系进行了热失重分析,并采用扫描电镜(SEM)观察了复合物燃烧后炭层结构。结果表明:PA6的加入明显提升了体系成炭率,降低了最大热失重速率,ABS/PA6/APP体系燃烧表面形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构。当PA6/ABS=20/80时,阻燃性能最佳,当APP含量为25%时,OI可以达到30%,UL94测定达V—1级;当APP含量为35%时,UL94测定达V—0级。     

EG协同三嗪系大分子膨胀型阻燃剂阻燃HDPE研究

研究了EG协同三嗪系大分子膨胀型阻燃剂阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等测试手段进行了分析。结果表明当EG与APP/CFA/SiO2共同使用阻燃HDPE的氧指数比单独加入两种阻燃剂的氧指数都有所提高,SEM测试表明EG与APP/CFA/SiO2共同使用燃烧后表面形成一层致密的保护层,阻止了聚合物的进一步燃烧。     

改性聚磷酸铵对三嗪类膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

由改性聚磷酸铵(APP)、自制的三嗪类成炭发泡剂(CFA)等复配制成膨胀型阻燃剂(IFR),以二氧化硅、二氧化钛等为协效剂阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同组分的IFR及协效剂对阻燃PP复合材料阻燃性能、力学性能和耐水性能的影响。结果表明:改性APP的亲水性下降;由改性APP/CFA(4/1)、二氧化硅协效剂复配的PP复合材料阻燃性能、力学性能优良,助剂在PP基体中分散性好,热水浸泡后氧指数为32.5%,仍能达到UL94V—1级,失重率为2.92%。     

Effect of charring agent THEIC on flame retardant properties of polypropylene

Tris(2‐hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC) was used as charring agent and combined with ammonium polyphosphate (APP) to form an intumescent flame retardant (IFR) for polypropylene (PP). The flame retardancy and combustion performance of PP/IFR composite was tested by limiting oxygen index (LOI), UL‐94 vertical burning test and cone calorimeter. The results showed that PP/IFR composite had highest LOI of 34.8 and obtained V‐0 rating when 30 wt % IFR was loaded and mass ratio APP/THEIC was 2 : 1. The peak heat release (PHRR) and total heat release (THR) values of PP composite containing FRs were remarkably reduced compared with that of pure PP. However, water resistant test demonstrated the PP/IFR composite had poor flame retardant durability, both the LOI value and UL‐94 V‐rating decreased when PP/IFR composite was soaked in water at 70°C after 36 h. The degradation process and the char morphology of IFR and PP/IFR composite were investigated by TGA and SEM images. The possible reaction path between APP and THEIC in the swollen process was proposed. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41214.     

阻燃剂赛克三硅酸二溴丙酯的合成及应用研究

以三（2-羟乙基）异氰尿酸酯（赛克）、四氯化硅与2,3-二溴丙醇为原料,合成阻燃剂赛克三硅酸二溴丙酯。探讨了溶剂、反应温度与物质的量之比对产物收率的影响,优化的工艺条件：四氯化硅、2,3-二溴丙醇、赛克与2,3-二溴丙醇的量之比为3∶3∶1∶6.7。四氯化硅先与2,3-二溴丙醇在45℃反应2 h,再加入赛克于90℃反应11 h,最后滴入2,3-二溴丙醇保温90℃反应8 h;产物收率为93.3%。通过FTIR、^1H NMR、差热分析及极限氧指数等表征产物的结构及性能;应用实验表明该产物阻燃效能高,适合作聚氯乙烯（PVC）等材料的阻燃剂。在较佳用量下PVC材料的极限氧指数为25%,具有良好的阻燃性、成炭防滴落性能。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂ANTI-6,用ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃剂ANTI-6中聚磷酸铵的微胶囊包覆;考察了阻燃剂对PP的阻燃性能、力学性能和耐水性等的影响。结果表明:包覆的聚磷酸铵粒度均匀致密,热稳定性提高;PP中添加25%ANTI-6阻燃剂可以获得良好的阻燃效果,氧指数达到30,阻燃性达UL94V-0级,改性PP具有优越的综合性能,耐热水性优于国外同类产品。     

聚磷酸铵基复合膨胀型阻燃剂的制备及其对聚甲醛的阻燃作用

针对聚甲醛(POM)阻燃的难点,在传统简单共混膨胀阻燃体系聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(ME)/季戊四醇(PER)的基础上,采用高温热反应处理技术将APP(酸源)、ME(气源)和PER(炭源)集成在一个大分子膨胀阻燃体系(RMAPP)中,并将所得大分子一体化产物RMAPP阻燃POM,解决了简单共混膨胀体系中各组分混合不均匀、难分散以及与基体树脂相容性差的难题。研究结果表明:高温热反应产物RMAPP比传统的未经热处理简单共混阻燃体系具有较好的阻燃效果,当阻燃剂RMAPP的添加量为45%时,在垂直燃烧测试实验中,其3.2mm厚试样可达到UL94V—1级别。