含磷三嗪环聚合物阻燃聚丙烯材料的制备及性能

利用自制的三嗪环低聚物(PMPT)及复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯材料,研究复合阻燃剂APP/PER/PMPT用量对阻燃PP力学性能、热分解性能的影响,并初步推测阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明:加入复合阻燃剂使阻燃PP的力学性能有所下降.TG曲线显示:复合阻燃剂使阻燃PP的热分解速率减小,热稳定性增加.复合阻燃剂APP/PER/PMPT使PP的氧指数(LOI)增加62%.APP/PER/PMPTF复合阻燃剂主要在凝聚相起到阻燃作用.     

无卤阻燃聚丙烯材料的研制

以聚丙烯(PP)为基体材料,加入无卤膨胀型阻燃剂FR-1420制备得到了阻燃PP材料,考察了滑石粉、玻纤的加入对材料阻燃性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,阻燃剂FR-1420的加入能提高PP的阻燃性能,当阻燃剂含量达到20%时,PP材料垂直燃烧等级达到V-0级;滑石粉母粒及玻纤的加入会在一定程度上破坏阻燃剂在燃烧过程中形成的膨胀性炭层,降低材料的阻燃性能,滑石粉母粒及玻纤含量为10%时,阻燃剂含量需分别增加至25%、23%,PP材料垂直燃烧等级才能达到V-0级;TG分析显示,阻燃剂的加入使材料初始分解温度提前,残炭增加,有利于材料阻燃性能的提高。     

硼酸锌在聚丙烯(PP)中阻燃效果的研究

本文研究了硼酸锌分别在有卤和无卤阻燃PP材料中协同作用,对不同添加量的阻燃聚丙烯进行物理机械性能及阻燃性能的检测分析,结果表明:硼酸锌的加入可明显提高PP的阻燃性能:在含卤阻燃PP材料中添加硼酸锌,可有效改善阻燃体系的抑烟性,在无卤阻燃PP体系中可显著提高材料的阻燃性,降低阻燃剂的使用量,改善材料的力学性能。     

几种无卤膨胀型阻燃剂对聚丙烯性能的影响

聚丙烯(PP)为基体树脂,分别加入无卤膨胀型阻燃剂FR-1420、FP2200和HS20制备了阻燃PP复合材料,考察了三种阻燃剂及其含量对材料的阻燃性能、力学性能、熔体质量流动速率及加工性的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,三种阻燃剂均能提高PP的阻燃性能,当阻燃剂质量分数达到20%时,阻燃PP复合材料垂直燃烧等级均可达到V-0级;随阻燃剂含量的增加,阻燃PP复合材料的阻燃性不断提高,拉伸强度、冲击强度、熔体质量流动速率下降;阻燃剂对阻燃PP复合材料的力学性能、熔体流动速率及加工性有较大影响,阻燃剂FR-1420和FP2200效果较好,且其加工温度可达250℃,阻燃剂HS20效果较差,其加工温度仅为200℃;TG分析表明,加入阻燃剂使阻燃PP复合材料初始分解温度提前,残炭率增加,有利于提高PP材料的阻燃性能。     

焦磷酸哌嗪膨胀型阻燃剂在环氧树脂中的阻燃性能研究

以环氧树脂(EP)为基体,加入非聚磷酸铵(APP)膨胀型无卤阻燃剂FR-1420制备得到了无卤阻燃环氧树脂材料,考察了阻燃剂用量对环氧树脂阻燃性能及力学性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为,通过扫描电镜(SEM)研究了残炭形貌。结果表明,阻燃剂FR-1420的加入能显著提高环氧树脂的阻燃性能,FR-1420质量分数达到10%时,材料3.2 mm样条即可达到UL94 V-0级,极限氧指数(LOI)达到26.6%;增加阻燃剂质量分数至20%,材料1.6 mm样条可以达到UL94 V-0级,LOI增加至32.6%。TG分析显示,加入阻燃剂后材料的初始分解温度提前,残炭量增加;SEM形貌分析显示,垂直燃烧测试后产生的炭层为连续致密结构,隔热隔氧效果较好。阻燃剂与环氧树脂界面相容性较好,阻燃环氧树脂材料强度略微降低,材料模量增加。     

无卤阻燃PP的制备

采用氮磷膨胀型阻燃剂FP-2200制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)材料,研究了阻燃剂含量对PP阻燃性能的影响.通过垂直燃烧试验、热失重、高压毛细管流变仪、拉伸实验及成膜性测试对阻燃PP材料进行表征.垂直燃烧实验中,阻燃PP材料有焰燃烧时间随着阻燃剂含量的增加而明显降低,且熔融滴落现象也有所改善.加入线型低密度聚乙烯可提高无卤阻燃PP/FP-2200材料的成膜性及韧性.     

无卤阻燃聚丙烯的研究进展

介绍了无机物阻燃剂、膨胀型阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂在聚丙烯(PP)无卤阻燃方面的研究现状,分析了这些无卤阻燃剂的加入对PP阻燃性能的影响。通过合理利用各种阻燃剂的协效作用,克服了单一无卤阻燃剂的不足。开发新型阻燃体系,提高阻燃剂与基材的相容性,从而改善阻燃PP的力学性能和阻燃性能仍是无卤阻燃PP的研究重点。     

聚丙烯材料无卤阻燃改性研究进展

综述了近年来聚丙烯(PP)材料无卤阻燃改性技术的研究进展,并分析了其阻燃机理.用于PP材料的无卤阻燃剂以镁-铝系阻燃剂,磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等为主.其中,无卤阻燃PP技术的研究中以成炭剂的开发及其复配方案最多,因此还对PP用成炭剂分子结构、应用方案等进行了详细介绍.     

无卤阻燃TPV复合材料的性能研究

采用一种新型的无卤阻燃剂,制备无卤阻燃EPDM/PP热塑性硫化胶(TPV)复合材料,并对其性能进行研究;同时考察了增容剂SEBS-g-MAH对无卤阻燃TPV性能的影响。结果表明,随着无卤阻燃剂用量的增加,材料的硬度和100%定伸应力增加,拉伸强度和断裂伸长率减少,当阻燃剂添加量≧30%时,1.5 mm可达到V1、3.0 mm可达到V0,能满足电线电缆行业的使用要求。增容剂SEBS-g-MAH的加入使无卤阻燃剂与TPV的界面黏结得到改善,使无卤阻燃TPV的拉伸强度提高,增容剂加入5%,不影响无卤阻燃TPV的阻燃性能。     

用于超纤革PU浆料的无卤阻燃改性

选择了有机磷系和磷氮协同两种不同的无卤阻燃剂与溶剂型PU进行共混制备无卤阻燃PU,对其力学性能、阻燃性能及耐碱性能进行了系统研究。结果发现:相较于磷氮协同阻燃剂(SN-605),采用有机磷系阻燃剂(JL-30)改性PU显示出更好的阻燃性能与耐碱性能;当阻燃剂质量分数为11.1%时,阻燃PU的LOI可以达到29.1%,垂直燃烧测试达到V-0级;并且具有较好的耐碱性能,在90℃、30 g/L NaOH溶液中碱处理40 min后,其LOI仍然可以达到28.7%,垂直燃烧测试等级没有下降;但两种阻燃剂的加入均会使PU的抗张强度出现不同程度的下降。此外,热失重测试(TG)显示,两种阻燃PU的阻燃机制不同,JL阻燃剂的加入使PU的热分解温度降低,并且在800℃时的残炭量没有明显增加,呈现明显的气相阻燃机制;而SN阻燃剂的加入使PU的残炭量明显增加,呈现明显的凝聚相阻燃机制。     

改性海泡石与金属氧化物对膨胀阻燃PP燃烧性能的影响

采用极限氧指数、垂直燃烧、TGA、FTIR和SEM等方法研究了改性海泡石(SP)及金属氧化物(ZnO、Ni2O3)对聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/膨胀阻燃剂(IFR)体系燃烧性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧结果表明:SP及金属氧化物均对IFR有一定的协效作用,能提高体系的极限氧指数和阻燃性能。TGA结果表明:SP可以提高燃烧残余炭层的稳定性和残炭率。SEM观察表明:SP与ZnO复配体系的燃烧残余炭层更致密和连续。FTIR测试发现SP、金属氧化物促进了IFR在PP体系中的交联成炭作用,较快生成连续的保护性炭层。     

新型磷–氮–卤三系阻燃剂的合成及其在PP中的应用

五硫化二磷、对卤苯酚和二乙胺经过两步反应,合成了两种新型磷–氮–卤三系阻燃剂:O,O’–二(4–卤代苯基)二硫代磷酸–N,N–二乙铵(4–XC_6H_4O)_2PS_2NH_2Et_2[X=Br(1),Cl(2)],用元素分析、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、紫外–可见吸收光谱和热重分析测定了两种阻燃剂的结构和热稳定性,并测定了它们在聚丙烯(PP)材料中的阻燃性能。热分析结果表明:两种阻燃剂的热稳定高,热分解温度分别为234.8℃和200.7℃;阻燃剂在PP中的质量分数为30%时,两种阻燃剂的极限氧指数(LOI)分别为28.5%和27.1%,垂直燃烧等级达到UL94 V–0级,表明所合成的两种阻燃剂具有良好的阻燃性能和潜在应用前景。     

润滑剂对PP/IFR复合材料性能的影响

以聚丙烯(PP)为基体树脂、FR–1420为无卤膨胀型阻燃剂,分别加入乙撑双硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯(PE)蜡、硬脂酸锌(硬锌)、硅酮及聚偏氟乙烯(PVDF)等五种润滑剂来制备阻燃PP复合材料(PP/IFR),考察了润滑剂及其含量对PP/IFR的阻燃性能和力学性能的影响,并对材料的热分解行为及炭层结构进行了表征和分析。结果表明,FR–1420含量为21%,五种润滑剂含量在0.5%~2%范围内变化时,对PP/IFR复合材料的力学性能影响不大,而对阻燃性能产生了明显影响;EBS与阻燃剂产生对抗作用,不论添加量多少,都显著降低PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级由V–0级降低至无级;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF的添加量都存在一个最大值,当低于最大值时,不会影响PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级均为V–0级,而高于最大值时,则会降低PP/IFR的阻燃性;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF均会不同程度延后PP/IFR的起始分解温度,略微降低其成炭率。     

MPP无卤阻燃聚丙烯纤维的辐照改性研究

采用自制季戊四醇螺环磷酸酯双蜜胺盐(MPP)无卤阻燃剂与聚丙烯(PP)进行共混纺丝,制备了无卤阻燃PP纤维,采用低能电子辐照对无卤阻燃PP纤维进行改性,并对MPP的结构、PP纤维的力学性能及阻燃性能进行了表征。结果表明:自制MPP为预期结构;随着MPP含量的增加,PP纤维的极限氧指数(LOI)增大,但其断裂强度有所下降;MPP质量分数为8%时,纤维断裂强度为6.02 cN/dtex,LOI为24.5%;随低能电子辐照量的增大,MPP质量分数8%的阻燃PP纤维的LOI大幅度增加;当电子辐照量为200 kGy时,阻燃PP纤维的LOI为33.8%,断裂强度为3.08 cN/dtex,起始分解温度和残炭率比纯PP纤维均有较大幅度增加,燃烧形成连续致密的炭层。     

氧化亚镍在RTB-IFR膨胀阻燃体系中的协效作用

将氧化亚镍(NiO)与膨胀阻燃剂(RTB-IFR,未添加协效剂成分)复配,应用在聚丙烯(PP)复合材料中以研究NiO的阻燃协效作用。探讨了NiO对膨胀阻燃PP复合材料的阻燃性能、力学性能及热降解行为的影响。结果表明,在PP中单独添加20%RTB-IFR阻燃剂,PP复合材料具有较好的阻燃性能,氧指数为31.8%,3.2 mm样条能通过UL94 V-0级。当RTB-IFR阻燃剂中加入5%NiO时,PP复合材料的阻燃性能明显得到提高,氧指数达到33.6%,1.6 mm样条即能通过UL94 V-0级。同时,NiO对PP复合材料的力学性能影响较小。NiO的引入改变了RTB-IFR及RTB-IFR/PP体系的热降解过程,降低了PP复合材料的热分解速率,提高了复合材料高温时的残炭量和热稳定性。     

热质联用测试N-P-Si协同阻燃粘胶纤维性能的研究

利用纺前共混法制备了N-P-Si协同阻燃粘胶纤维,采用极限氧指数测定了阻燃粘胶纤维阻燃性能,应用同步热重―质谱联用技术研究阻燃粘胶纤维的热稳定性以及气态产物,初步探究了阻燃粘胶纤维热分解机理。结果表明:经共混法制备的N-P-Si协同阻燃粘胶纤维极限氧指数为26.8,属于难燃产物。研究表明,阻燃剂的加入促进脱水炭化作用,在高温下热分解残余量明显高于粘胶纤维,阻燃剂磷酸三(丁氧基乙基)酯(TBEP)和三聚氰胺主要在气相中起到湮灭燃烧自由基和稀释可燃气体的作用,硅酸钠兼有隔绝空气及吸烟作用。     

不同无卤阻燃剂对PPO/HIPS合金性能影响研究

制备了不同质量比的聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯(PPO/HIPS)合金材料,PPO/HIPS质量比为60∶40时合金的综合性能最佳。研究了不同无卤阻燃剂三苯基氧化膦(PX220)、PX220/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及红磷阻燃剂(RPM650)对PPO/HIPS合金材料阻燃性能、力学性能及热性能的影响。结果表明:在添加相同质量阻燃剂的情况下,PX220/MPP复配阻燃剂可使PPO/HIPS合金材料具有较高的负荷变形温度和熔体质量流动速率,以及优异的阻燃性能和力学性能;无卤阻燃剂的加入使PPO/HIPS合金的初始分解温度降低,最大热失重速率峰值向低温区移动。     

Synergistic effect of phosphorus,nitrogen, and silicon on flame‐retardant properties and char yield in polypropylene

In this study, several flame retardants (FRs), containing phosphorus, nitrogen, and silicon, were synthesized. These synthesized FRs were blended with polypropylene (PP) to obtain mixture samples. The flame‐retardant properties of these mixture samples were estimated by the limiting oxygen index (LOI) value and thermal stabilities were characterized by thermogravimetric analysis. The LOI values of these samples were improved from 17.0 to 26.0 and the char yield increased from 0 to 27 wt %. A comparison of these samples, with respect to their LOI values and carbon yield, showed that the FRs, which simultaneously contained phosphorus, nitrogen, and silicon elements, can provide materials with the best flame‐retardant properties, suggesting that there is a synergistic effect among the three elements on the flame‐retardant properties and char yield when they are used in PP. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 96: 854–860, 2005     

The mechanical properties and thermal performances of polypropylene with a novel intumescent flame retardant

A novel intumescent flame retardant: tetra‐spirophosphoryl‐benzoguanamine (TSPB) containing three constituents was used as a new flame retardant for polypropylene to prepare flame‐retardant materials, whose flammability and thermal behavior were studied by the limited oxygen index (LOI), thermogravimetric analysis (TGA), in addition whose mechanical properties were investigated in this work. It was found that when the addition of TSPB was 25 wt %, the LOI value of the PP could achieve to 29.5 and pass the UL‐94 V‐0 rating test. The TGA data showed that TSPB could enhance the thermal stability of PP and effectively increase the char residue formation. The mechanical performance test showed that the addition of TSPB improve the mechanical performances of PP to some extent. Thus, the trinity intumescent flame retardant TSPB is good to modify PP. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

螺环磷酰咪唑酯对棉布阻燃性能和力学性能的影响

采用自制膨胀型阻燃剂螺环磷酰咪唑酯通过浸轧方法对纯棉布进行阻燃整理,考察了阻燃剂、助剂的比例以及焙烘温度对整理棉布的极限氧指数(LOI)的影响。从中选取LOI值超过28%的阻燃棉布共8组,进行垂直燃烧和拉伸性能测试,进一步确定较优的阻燃整理工艺。结果发现,较优的阻燃整理条件为:整理液中w(阻燃剂)=30%,w(催化剂)=1.5%,w(交联剂)=1%,焙烘温度为150℃时,阻燃棉布的LOI值达到33.96%,阻燃等级达到B1级,拉伸性能测得断裂强力为312.50 N;对该条件下阻燃整理的棉布进行热重分析,结果表明,棉布的初始热分解温度提前了100℃,最大热分解速度降低,600℃下的残留量由几乎烧尽提高到30%。说明螺环磷酰咪唑酯阻燃体系对棉布具有很好的阻燃作用。