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。     

用锥形量热仪研究聚氨酯泡沫的阻燃性能

在50 kW/m2辐射功率下,利用锥形量热仪研究了氢氧化铝、卤系阻燃剂、氮系阻燃剂和磷系阻燃剂阻燃聚氨酯泡沫(PUF)的阻燃特性,获得了点燃时间、最大热释放速率、总热释放、比消光面积及质量损失速度等参数。结果表明,将热释放速率、燃烧总释放热和烟气释放量作为材料阻燃性能好坏的评价指标,阻燃剂聚磷酸铵（APP）和三聚氰胺磷酸盐（MP）是PUF的理想阻燃剂。     

Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

玻纤含量对无卤阻燃玻纤增强聚丙烯阻燃性能的影响

以聚丙烯（PP）为基体,加入玻纤（GF）、焦磷酸哌嗪膨胀型阻燃剂FR-1420,制备无卤阻燃玻纤增强聚丙烯（PP/GF）复合材料。通过极限氧指数（LOI）测试、垂直燃烧测试、热重分析（TG）及锥形量热测试,考察了GF含量对PP/GF的阻燃性能、热稳定性及燃烧性能的影响。结果表明：在阻燃剂含量相同下,GF含量越高,PP/GF的阻燃效果越好。当GF含量增加至25%,PP/GF的LOI提高至39.0%,0.8 mm样条垂直燃烧测试通过UL-94 V-0级。GF降低了阻燃PP/GF的初始热分解温度,但高温阶段的耐热性得到明显提高。当GF含量为25%,PP/GF在N2和空气气氛下700℃残炭率分别达到39.4%和39.0%。GF的高温残留物在锥形量热测试中起“炭层骨架”的作用,可以增加炭层的膨胀厚度,GF的加入降低PP/GF的总热释放量（THR）、总烟释放量（TSR）,提升PP/GF的火灾安全性能。     

焦磷酸哌嗪类阻燃剂阻燃PLA性能

为研究自制的焦磷酸哌嗪类阻燃剂（FR-1420）对聚乳酸（PLA）的阻燃效果及阻燃机理,添加不同含量的FR-1420阻燃PLA,采用垂直燃烧、极限氧指数（LOI）、热重（TG）分析、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对复合材料的性能进行了系统分析。结果表明,FR-1420质量分数为15%时,可使PLA的LOI提高至31%,垂直燃烧测试后样条表面形成致密的膨胀炭层,阻燃等级达到V–0级;TG结果表明,无卤阻燃PLA与纯PLA的热分解过程相似,但残炭率大幅度提高;CCT结果表明,FR-1420可以有效地降低PLA的火灾危险性,当FR-1420质量分数达到15%时,热释放速率峰值和总热释放速率分别降低至123 kW/m²和22 MJ/m²,降低幅度分别为54%和50%,同时减缓了质量损失;残炭的SEM分析发现,FR-1420通过催化PLA形成封闭蜂窝状连续膨胀炭层,抑制可燃气体的挥发、隔绝氧气与热量的传递,从而达到优异的阻燃效果。     

焦磷酸哌嗪类阻燃剂阻燃PLA性能

为研究自制的焦磷酸哌嗪类阻燃剂（FR-1420）对聚乳酸（PLA）的阻燃效果及阻燃机理,添加不同含量的FR-1420阻燃PLA,采用垂直燃烧、极限氧指数（LOI）、热重（TG）分析、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对复合材料的性能进行了系统分析。结果表明,FR-1420质量分数为15%时,可使PLA的LOI提高至31%,垂直燃烧测试后样条表面形成致密的膨胀炭层,阻燃等级达到V–0级;TG结果表明,无卤阻燃PLA与纯PLA的热分解过程相似,但残炭率大幅度提高;CCT结果表明,FR-1420可以有效地降低PLA的火灾危险性,当FR-1420质量分数达到15%时,热释放速率峰值和总热释放速率分别降低至123 kW/m²和22 MJ/m²,降低幅度分别为54%和50%,同时减缓了质量损失;残炭的SEM分析发现,FR-1420通过催化PLA形成封闭蜂窝状连续膨胀炭层,抑制可燃气体的挥发、隔绝氧气与热量的传递,从而达到优异的阻燃效果。     

阻燃聚氨酯弹性体复合材料的制备及性能研究

以次磷酸铝（AHP）和三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）为阻燃剂,采用熔融共混法制备了一系列阻燃聚氨酯弹性体复合材料（FR-TPU）,采用热失重分析、极限氧指数、UL 94 垂直燃烧测试、锥形量热测试、力学性能测试、扫描电子显微镜研究了FR-TPU复合材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能和炭渣形貌。结果表明,AHP与MCA复配可明显提高FR-TPU复合材料的热稳定性、成炭率和阻燃性能;TPU/AHP-MCA20的极限氧指数为30.5 %,并达到UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别下降至436 kW/m2和55.5 MJ/m2,拉伸强度和断裂伸长率分别为25.45 MPa和588.3 %;AHP与MCA复配可明显提高TPU/AHP-MCA20炭渣的致密性,从而有效抑制燃烧区域物质及能量交换,提高复合材料的火灾安全性。     

烷基次膦酸盐在PET材料中的阻燃性能

以二乙基次膦酸铝(ADP)和二乙基次膦酸锌(ZDP)复配为阻燃剂制备了PET阻燃材料,通过极限氧指数测试(LOI)和垂直燃烧测试(UL-94)分析了材料的阻燃性能。通过热重分析测试(TGA)探讨了材料的热降解行为及其成炭性能。采用锥形量热测试(CONE)研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行了表征。结果表明:用ADP和ZDP复配制备的PET阻燃材料能显著提高其阻燃性能。当阻燃剂含量为12%,即ADP与ZDP的质量配比为8∶4时,PET阻燃材料的LOI可达37.2%,且能通过UL-94 V-0级,此时材料的燃烧滴落物炭化程度高,燃烧时热释放速率低。     

聚磷酸酯膨胀阻燃剂复配有机蒙脱土阻燃改性环氧树脂

以间苯二胺为固化剂,聚苯氧基磷酸210氢9氧杂磷杂菲对苯二酚酯（POPP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂, 复配质量分数为1 %有机蒙脱土（OMMT）为膨胀阻燃体系,对环氧树脂（EP）进行阻燃改性。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪同步热分析仪、锥形量热等研究改性EP的阻燃性能、热性能和力学性能。结果表明,当膨胀阻燃体系（2.5 %POPP/APP+1 %OMMT）添加量为3.5 %时,改性EP可达UL 94 V-0级,同时LOI为25.2 %;当膨胀阻燃体系添加量为11 %时,改性EP的LOI值进一步升高到31.7 %;阻燃剂的加入,使EP的初始分解温度略有降低,但残炭量明显增加;POPP/APP/OMMT的加入很大程度上降低了EP的热释放速率、烟释放量和平均热释放速率。     

自制高效无卤含磷阻燃剂阻燃环氧树脂研究

采用自制的阻燃剂双｛4-［4-（4-氨基苄基）苯氨基］ ［（6-氧二苯并［c,e］［1,2］氧磷菲?6?基）甲基］苯基｝苯基膦酸酯（DOP-DDM）,以及DOP?DDM与金属氧化物复合,分别用于制备高效阻燃环氧树脂（EPM）。通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）和锥形量热燃烧试验评价了阻燃性能,利用热失重分析和动态热机械分析研究了热性能,热失重与红外光谱仪联用、扫描电子显微和拉曼光谱分析了阻燃机理。结果表明,DOP-DDM的引入会降低阻燃EPM的起始降解温度,但不会影响其玻璃化转变温度,提高了残炭率、储能模量、损耗模量和阻燃性能;DOP?DDM添加量为4.7 %（质量分数,下同）,磷含量仅0.37 %,阻燃EPM的LOI 值为33.5 %,UL 94达V-0 级,热释放速率峰值、总热释放量和总烟释放量分别降低了23.2 %、17.8 %和12.4 %;3.7 %的DOP-DDM与1.0 %的Al₂O₃复合,阻燃EPM达UL 94 V-0级,不仅热释放速率峰值和总烟释放量进一步降低,而且CO和CO₂毒气分别降低了7.7 %和17.2 %。     

碱式碳酸镁基复合阻燃剂的制备及其阻燃性能研究

采用硅烷表面处理的碱式碳酸镁纳米片和氢氧化镁以及氢氧化铝为复合阻燃剂,通过密炼模压法制备了一系列复配阻燃剂协效阻燃EVA的复合材料。利用拉伸性能测试仪、熔融指数仪、垂直燃烧测试仪和锥形量热仪分别测试了复合材料的力学性能、加工流动性能和阻燃性能,利用热重分析仪测试了复配阻燃剂的热分解行为。结果表明,复配阻燃剂以适当比例协效阻燃EVA在更宽的燃烧温度范围内发生分解,能够起到更好的阻燃效果。并且复配阻燃剂/EVA复合材料的热释放速率和烟释放率大幅度降低,分别为181.06 kW/m²和0.032 m²/s。另外,复配阻燃剂/EVA复合材料的拉伸强度达到9.73 MPa,断裂伸长率为155.07%,每10 min熔融指数为1.00 g,符合电线电缆行业标准。     

无卤阻燃聚酯复合材料研究进展

综述了近5年来的无卤阻燃聚酯复合材料的研究进展。讨论了有机阻燃剂（如磷酸盐、磷酸酯等）、无机阻燃剂（如红磷、蒙脱土等）和有机无机配合阻燃体系（如氢氧化铝/聚磷酸铵/可膨胀石墨等）等几大类阻燃体系阻燃聚酯后复合材料的力学性能、热稳定性、相容性、抑烟性以及不同添加量下热释放速率的变化,并对高效、环境友好的无卤阻燃聚酯复合材料的前景进行了展望。     

阻燃EVA热熔胶的研制

对无机阻燃剂进行表面改性,从而提高其与高分子聚合物的相容性和分散性。将改性后的阻燃剂填充到EVA体系中,通过对阻燃性能和机械性能的测定,进而得到了最适宜阻燃剂和填充量。通过对EVA热熔胶中其它组分的考察,得到了环保型阻燃EVA热熔胶的最适宜配比。结果表明：复配型阻燃剂为最适宜阻燃剂,加入量为5％(质量分数,下同);当E...     

DIDOPO与POSS/EG协同阻燃环氧树脂泡沫及机理研究

以对苯乙基桥链9,10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物（DIDOPO）、聚甲基倍半硅氧烷（POSS）、膨胀石墨 （EG）为复配阻燃剂对环氧树脂（EP）泡沫进行阻燃改性,研究了复配阻燃剂对EP泡沫材料的阻燃效果和阻燃机理。结果表明,当DIDOPO/POSS=3∶1（质量比,下同）、DIDOPO/EG=1∶3时,复配阻燃体系的阻燃效果最佳;添加20 %（质量分数,下同） DIDOPO/POSS复配阻燃剂的加入可以使EP泡沫的UL 94测试达到V⁃0级; 添加20 %的 DIDOPO/EG复配体系可以使EP泡沫的极限氧指数（LOI）提高至30.8 %,UL 94测试达到V⁃0级;阻燃体系具有一定的抑烟效果。     

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...     

壳聚糖/ZIF⁃67杂化物的制备及其对环氧树脂阻燃抑烟性能的影响

为了提高环氧树脂（EP）的阻燃抑烟性能,采用共沉淀法将类沸石咪唑酯骨架材料ZIF⁃67负载到壳聚糖（CS）表面,通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜 （SEM）对其结构和形貌进行分析,结果表明杂化物CS⁃ZIF⁃67成功制备。将不同比例的CS⁃ZIF⁃67添加到EP中,研究其对EP阻燃抑烟性能的影响。结果表明,与纯的EP相比,CS⁃ZIF⁃67的加入可以提高EP复合材料的垂直燃烧UL 94等级和极限氧指数（LOI）、降低EP复合材料的热释放速率（HRR）和烟释放速率（SPR）,提高复合材料燃烧后的残炭量,CS⁃ZIF⁃67的加入可以有效提高EP的阻燃抑烟性能。对EP复合材料燃烧后的残炭进行SEM和Laman光谱分析。结果表明,CS⁃ZIF⁃67的加入,使得残炭的石墨化程度提高,EP燃烧时能形成更加致密的炭层,从而起到阻燃抑烟的作用。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS-Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15%ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15%ACH,PLA/15%ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5%,且UL 94达到V-0级;相较于纯PLA,PLA/15%ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5%和22.0%,残炭量提高了12.5%;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。     

邻苯二胺基环三磷腈阻燃剂在EVA材料中的性能及机理研究

应用混料设计实验方法研究了邻苯二胺基环三磷腈(HACTP)和聚磷酸铵(APP)、蒙脱土(MMT)复配阻燃剂对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)材料阻燃和力学性能的影响,并利用锥形量热仪及电子扫描显微镜研究了不同配方下阻燃EVA的热释放性能和燃烧后膨胀炭层的微观形貌,探讨阻燃机理.结果 表明:在HACTP质量分数为32.8...     

Durability of the flame retardance of ethylene-vinyl acetate copolymer cables: Comparing different flame retardants exposed to different weathering conditions

Scientific publications addressing the durability of the flame retardance of cables during their long-term application are rare and our understanding lacks. Three commercial flame retardants, aluminum hydroxide, aluminum diethyl phosphinate (AlPi-Et), and intumescent flame retardant based on ammonium polyphosphate, applied in ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) model cables, are investigated. Different artificial aging scenarios were applied: accelerated weathering (UV-irradiation/temperature/rain phases), humidity exposure (elevated temperature/humidity), and salt spray exposure. The deterioration of cables' surface and flame retardancy were monitored through imaging, color measurements, attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy, and cone calorimeter investigations. Significant degradation of the materials' surface occurred. The flame retardant EVA cables are most sensitive to humidity exposure; the cable with AlPi-Et is the most sensitive to the artificial aging scenarios. Nevertheless, substantial flame retardance persisted after being subjected for 2000 h, which indicates that the equivalent influence of natural exposure is limited for several years, but less so for long-term use. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 47548.     

三邻苯二胺基环三磷腈的合成及在EVA中的阻燃研究

以六氯环三磷腈和邻苯二胺为为起始原料,甲苯为溶剂,三乙胺为缚酸剂,一步法合成三邻苯二胺基环三磷腈(HACTP)。采用HPLC、FT-IR、MS、31P-NMR和1H-NMR对化合物进行了表征。所得HACTP和聚磷酸铵(APP)、阻燃协效剂复配成膨胀型阻燃剂(IFR),添加到EVA材料中进行阻燃研究。通过对不同配方的试验,得到阻燃效果较好的阻燃剂配方:HACTP为32.84%,APP为50.04%,阻燃协效剂为17.12%。用该配方阻燃的EVA,LOI为36.8%,拉伸强度为5.46 MPa,断裂伸长率为594.95%,整体性能优良。