磺酸盐与RDP复配阻燃PC

采用一种新型磺酸盐阻燃剂与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)复配,用于聚碳酸酯(PC)的阻燃改性。通过氧指数测定(LOI)、垂直燃烧试验(UL-94)、热重分析(TG)及力学性能、耐水性能测试系统研究了复配体系对PC的性能影响。结果表明:最优复配比为RDP∶KTS=100∶1,当KTS的添加量为0.1%,RDP为10%时,复合材料的LOI值为37%,阻燃等级达到UL-94 V-0级,无滴落,力学性能、耐水性能得到极大改善。     

新型磷系阻燃剂四苯基(双酚-A)二磷酸酯阻燃PC/ABS的研究

利用自制的四苯基(双酚-A)二磷酸酯(BDP)及其复配体系制备了阻燃PC/ABS,研究了阻燃PC/ABS的力学性能、氧指数(LOI)和垂直燃烧测试性能(UL94)、材料的阻燃性能和烟气释放。结果表明:采用15%的BDP阻燃PC/ABS,材料的冲击强度下降了12.82%,LOI达到30.0%,UL94阻燃性能达到V—0级,平均热释放速率(av-HRR)和最大热释放速率(pk-HRR)分别下降了35.84%和31.17%,点燃时间(TTI)延长18s,火势增长指数(FGI)下降了46.72%,比消光面积(SEA)上升了6.68%;采用BDP/APP复配阻燃PC/ABS,材料的冲击强度最大降幅为33.33%,LOI最大可达30.1%,UL94阻燃性能由V—0级降为V—1级,av-HRR和pk-HRR最大分别下降40.89%和31.2%,TTI最大延长20s,FGI最大降幅为50.37%,SEA最大涨幅为11.14%;采用BDP/纳米SiO2复配阻燃PC/ABS,当纳米SiO2的添加量为7%时,材料的冲击强度上升了5.13%,LOI达到31.1%,UL94阻燃性能达到V—0级,av-HRR和pk-HRR分别下降了43.18%和4069%,TTI延长20s,FGI降幅为59.12%,平均比消光面积(av-SEA)涨幅为8.09%,6min内av-SEA下降6.92%,(6min总发烟指数)TSPI6min下降5.54%,阻燃、抑烟效果最佳,对PC/ABS材料的力学性能影响最小。     

3-苯磺酰基苯磺酸钾与三苯基氧化膦复配阻燃聚碳酸酯的研究

分别以3-苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)和磷酸三苯酯(TPP)复配体系为阻燃剂,制备了聚碳酸酯(PC)复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热失重分析(TGA)实验研究了两种阻燃剂对PC阻燃性能和热稳定性的影响。结果表明,PC/0.1%KSS复合材料的LOI值由PC的25.2%提高到36.1%,UL 94达到V-0级,初始分解温度由406.5℃提高到460.7℃,900℃残炭率由14.7%增加到19.6%;相比PC/0.1%KSS复合材料,PC/0.1%KSS/1%TPP复合材料的LOI降到30.7%,UL94降到V-2级,初始分解温度降到294.7℃,残炭率降到15.4%,由此可知,TPP和KSS具有对抗作用,不适合复配阻燃改性PC。     

磷酸三苯酯/纤维素阻燃PC/ABS的研究

在共聚物(PC/ABS)合金基体中加入不同比例、不同含量的磷酸三苯酯/微晶纤维素(TPP/MCC)复配阻燃体系,通过熔融共混挤出得到具有阻燃特性的PC/ABS合金。通过极限氧指数测试(LOI)、锥形量热仪测试、垂直燃烧测试等考察了合金材料的阻燃特性。考察了TPP/MCC复配阻燃体系用量对PC/ABS合金力学性能的影响。研究结果表明:在PC/ABS合金中加入10份TPP/MCC复配阻燃体系且TPP/MCC质量比为3/1时,得到了极限氧指数达28.0%,垂直燃烧等级为V-0级且力学性能优良的PC/ABS阻燃合金。TPP/MCC的阻燃机理为气相与凝聚相协同阻燃。     

磷系阻燃剂对PC/ABS共混物燃烧性能的影响

通过磷系阻燃剂(FR)阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物,制备阻燃材料,研究磷系阻燃剂对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为和热稳定性的影响。通过UL94垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、马弗炉测试等表征方法,对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为进了系统的研究。结果表明,磷系阻燃添加量为15%时,PC/ABS阻燃复合材料能够达到UL94 V-2级,LOI的值为29.3%,高温时的残炭量由11.2%提高到20.8%。其中FR阻燃剂在高温下可以产生磷酸酯类黏稠难燃物质,能够有效地起到凝聚相阻燃作用,提高了PC/ABS共混物材料的阻燃性能,表现出良好的阻燃效果。     

PA66/AlPi/PPFBS复合材料的协效阻燃机理

以二乙基次磷酸铝(Al Pi)和全氟丁基磺酸钾(PPFBS)为复配阻燃剂,在密炼机上通过熔融共混的方法制备Al Pi和PPFBS复配阻燃PA66复合材料,并通过热重质谱联用(TG–MS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了复配阻燃剂对PA66复合材料阻燃性的影响及其阻燃机理。结果表明,当添加6份Al Pi和0.08份PPFBS的复配阻燃剂时,阻燃PA66复合材料可以通过垂直燃烧测试,阻燃等级达到V–0级,极限氧指数(LOI)为31.1%。复配阻燃体系的加入虽然降低了阻燃PA66复合材料的力学性能,但提高了阻燃PA66复合材料的热稳定性,阻燃PA66复合材料的残炭率由纯PA66的4.1%上升至10.2%,促进了连续、致密炭层的形成,而且燃烧过程中不断释放出不燃性气体。Al Pi和PPFBS复配后兼具凝聚相和气相阻燃机理,表现出良好的协效阻燃效果。     

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究*

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V-0级。     

不同芳基磷酸酯与膨胀型阻燃剂复配阻燃PP的研究

采用间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)、双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)和异丙苯基磷酸酯(IPP)作为阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂(IFR)复配阻燃聚丙烯(PP)。研究了芳基磷酸酯的种类对PP/IFR复合材料阻燃性能、热稳定性能和力学性能的影响,并通过热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等对材料进行了表征。结果表明:芳基磷酸酯对PP/IFR复合材料具有一定的协同阻燃作用。当芳基磷酸酯用量为5.0%时,PP/IFR/TCP、PP/IFR/IPP、PP/IFR/RDP和PP/IFR/BDP复合材料的氧指数(OI)由PP/IFR的28.5%分别提高到29.5%、30.0%、30.5%和29.5%,垂直燃烧级别由UL 94V-1级提升至UL 94V-0级;同时,RDP和BDP可提高PP/IFR复合材料的热稳定性能,500℃时的残余率分别高达15.4%和12.9%。此外,RDP和BDP的加入有利于IFR粒子的分散,从而改善了材料的力学性能。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚苯乙烯的研究

将可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配并添加至聚苯乙烯(PS)基体中,制备了PS/EG/APP阻燃复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)测试,以及热重分析(TG)和扫描电镜分析(SEM)对PS/EG/APP阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了检测,并优化了该材料配方。结果表明:复合阻燃剂EG/APP的加入,使得体系的LOI值与热稳定性均明显提高。其中当复合阻燃剂EG/APP的添加量为30 phr,且质量比为3:1时,阻燃体系的LOI值可达到31.8%,而单独添加同量EG或APP的阻燃体系,其LOI值仅为29%和20.8%,这说明EG与APP之间存在协同效应。     

P-S阻燃剂的制备及聚丙烯的性能

由于聚丙烯(PP)的极限氧指数(LOI)仅为18%左右,限制了其在许多阻燃要求较高领域的应用,以季戊四醇、三氯氧磷、双酚-S为原料合成新型环保磷-硫(P-S)复配协效阻燃剂(FR)制得复合材料。利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱对FR的结构进行了分析,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对复合材料的表面形态和元素组成进行了测试。通过垂直水平燃烧测定仪、极限氧指数仪和锥形量热仪考察复合材料的阻燃效果以及热稳定性能。最后表征了复合材料的力学性能。结果表明FR的添加量为20%时复合材料达到垂直燃测试UL94 V-1等级,LOI提高至24.6%,且具有良好的热稳定性,从而迅速降低了火灾危险性。