三嗪类成炭剂的合成及对聚丙烯的阻燃

以三聚氯氰、二乙醇胺和乙二胺为原料,设计并合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),将其与聚磷酸铵(APP),三聚氰胺(MA)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并用其对聚丙烯(PP)进行阻燃.使用混料设计的方法研究了CA对阻燃PP体系的阻燃性能和力学性能的影响.结果表明.所复配的IFR极大地改善了PP的阻燃性能.当IFR是由80.3%(质量分数,下同)的APP、13.0%的MA和6.7%的CA组成时,IFR对PP体系具有最有效的阻燃性.当PP中IFR加入量为30%时,阻燃PP体系的的极限氧指数(LOI)达到35.5%;当IFR加入量仅为25%时,阻燃PP体系的的阻燃性能也通过UL-94 V-0级,LOI值达到32.5%.     

微胶囊化膨胀型无卤阻燃聚丙烯的研究

对聚磷酸铵（APP）进行微胶囊化，复配了新型无卤膨胀型阻燃剂（IFR）。利用IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。对包覆APP和IFR阻燃PP体系的表面形态和性能进行研究。结果表明，包覆的APP粒度均匀致密；在PP中添加IFR阻燃剂不小于30份时，有明显成炭效果，获得良好的阻燃性能，UL-94阻燃级数为V-0。阻燃PP体系的热稳定性也得到提高。     

磷-硅阻燃剂在膨胀型阻燃聚丙烯中的应用研究在

采用一种新型含磷硅高分子阻燃剂(EMPZR)与聚磷酸铵(APP)、多聚磷酸密胺(MPP）复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并对聚丙烯(PP)进行阻燃。当APP/MPP/EMPZR质量比为15/10/15时,所制得的复合材料的氧指数达到33.0 %,垂直燃烧达到UL 94 V 0级;与纯PP相比,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都没有下降;热失重分析表明,阻燃PP材料在600 ℃时的残炭量为21.14 %,成炭率显著提高;扫描电镜对残炭形貌的表征以及氧指数测试前后阻燃PP材料的红外图谱分析证实了EMPZR与APP、MPP在PP中有良好的协效阻燃作用。     

超支化三嗪成炭剂阻燃聚丙烯

将自制的超支化三嗪成炭剂（CFA）与聚磷酸铵（APP）以1∶1的比例复配成膨胀型阻燃剂（IFR）,用于聚丙烯（PP）的阻燃。采用冲击实验、拉伸实验、极限氧指数仪、垂直燃烧（UL 94）和扫描电子显微镜 (SEM)等方法表征了PP阻燃复合材料的力学性能、阻燃性能,分析了断面形貌。结果表明,添加阻燃剂后,冲击强度呈先增加后降低的趋势,拉伸强度则随着阻燃剂含量的增加不断下降,但降幅不明显;含有15 % IFR的阻燃复合材料,其垂直燃烧等级即可通过UL 94 V-0级测试,显示出复合IFR具有优秀的阻燃效果。     

KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响

利用硅烷偶联剂KH550对季戊四醇磷酸酯(PEPA)进行表面改性,得到Si-PEPA,将其与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响。利用极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧(UL94)仪、锥形量热(CONE)仪对阻燃PP的燃烧性能进行测试,结果表明,当IFR的添加量为20%时,PP/MPP/Si-PEPA体系可以达到UL94 V-0级,氧指数达到32.5%,最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)都较PP/MPP/PEPA体系有明显降低。热重分析(TGA)显示,经KH550处理后,PP/IFR材料的热稳定性显著提高。经70℃热水浸泡72 h后,PP/MPP/Si-PEPA材料仍然可以通过UL94 V-1级。同时,KH550对PEPA的表面处理也提高了PP/IFR材料的力学强度。     

膨胀型阻燃剂PEPA/MP阻燃聚丙烯的研究

用季戊四醇磷酸酯(PEPA)作成炭剂,与三聚氰胺磷酸盐(MP)和协效剂按一定比例复配成膨胀型阻燃剂(IFR),用于聚丙烯(PP)的阻燃。研究IFR含量对PP燃烧性能和力学性能的影响,结果表明:IFR添加量为23%时,阻燃PP的氧指数(LOI)为26.3%,阻燃等级达到UL94 V-0级。与PP相比,阻燃PP的拉伸强度、冲击强度降低,弯曲强度提高。采用差示扫描量热仪(DSC)、热失重(TG)、扫描电镜(SEM)等方法对阻燃PP的热性能、成炭性能等进行分析,结果表明:随IFR添加量增大,PP的结晶度增大,起始分解温度降低,高温成炭率提高。阻燃PP燃烧后形成表面致密,内部多孔的膨胀炭层结构。     

新型三嗪类复配阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了新型三嗪类复配阻燃剂(MPP/CA)对聚丙烯(PP)的阻燃作用。结果表明,当蜜胺聚磷酸盐(MPP)与三嗪成炭剂(CA)以质量比2∶1复配,添加量为25%时,对PP的阻燃作用最好,PP的氧指数达到最大,UL94等级为V-0。同时,随着阻燃剂添加量的增加,PP的缺口冲击强度及拉伸强度逐渐降低,而弯曲模量逐渐增加。通过热重(TG)和扫描电镜(SEM)表征,添加MPP/CA使得PP在燃烧时分解过程加快并生成更多的残炭量,形成致密、连续的膨胀炭层,有效阻止基体与空气热量的交换,从而达到阻燃作用。通过抗析测试,MPP/CA抗析出能力优于市售的阻燃剂。该阻燃剂属于无卤阻燃剂,符合当今阻燃剂发展的趋势。     

无卤膨胀阻燃PP/PA6合金性能研究

研究了以聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）和层状复合金属氢氧化物（LDH）复配得到的膨胀阻燃剂（IFR）对聚丙烯／尼龙6（PP／PA6）合金性能的影响，分析了不同阻燃体系对PP／PA6合金的阻燃性能、力学性能、热性能和微观形态的影响。结果表明，当APP／MA／LDH为21．0／7．5／1．5（质量比）时，PP／PA6合金具有较好的阻燃性能并能保持较高的力学性能。LDH可以提高阻燃材料的热稳定性和残炭量，而且SEM照片显示炭层微观形态为“面包”状的膨松状。     

环保膨胀型阻燃PP母料的研制

以三聚氰胺聚磷酸(MPP)/季戊四醇(PT)为复配阻燃剂,氧化锌为催化协效剂,聚乙烯蜡为分散剂,并添加一定量载体树脂,制备了环保膨胀型阻燃聚丙烯(PP)母料,运用氧指数法、UL94垂直燃烧法、热失重分析法和扫描电子显微镜研究了阻燃PP母料的阻燃性能。结果表明:当MPP∶PT=2∶1且MPP与PT占母料总量的72%时,将该类母料添加到PP中制得的复合材料的综合性能最好;阻燃PP母料的最佳载体树脂为PP/PP-g-MAH(1/1),将25%PP/PP-g-MAH基阻燃PP母料添加到PP中,复合材料的阻燃等级可达到UL94V—0级。     

三嗪类阻燃剂的热性能及成炭机理探索

合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),并利用质量分数为6.7%的CA、80.3%的聚磷酸铵(APP)和13%的三聚氰胺(MA)复配而成的膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃.用热重分析仪研究了IFR及其阻燃PP体系的热性能,并对其阻燃成炭机理进行了探索.结果表明,IFR使PP的热降解行为发生了变化,PP/IFR 600℃时在氮气中的质量保持率达到18.05%,,在空气中达到13.43%.IFR、PP/IFR的实际质量保持率比理论值高,各组分间存在着协同阻燃作用.PP/IFR在燃烧时可形成较好的膨胀炭层.     

Preparation and Application of Deformable and Orientable Intumescent Flame Retardants Incorporated with Polypropylene

An environment-friendly and easily operational method, reactive extrusion was adopted to prepare intumescent flame retardant (IFR), melamine salt of pentaerythritol phosphate (MPP) with special rheological properties. The outstanding advantage of the extruded MPP is that the flame retardant can deform, orientate and form fibrillar morphology in resin matrix during the incorporation with PP, however, conventional MPP can only solid-state disperse in PP melt phase and obtain granulated morphology. The deformation and orientation mechanism of the extruded MPP were researched by scanning electron microscope (SEM) and differential scanning calorimeter (DSC). It proved that this fibrillar morphology of the flame retardant obviously improved the flame retardancy and mechanical performance of PP.     

超声协助蒙脱土分散于聚磷酸铵阻燃聚丙烯的研究

阻燃剂能够增强聚丙烯（PP）的阻燃性能,但也会降低其力学性能,因此对阻燃剂进行改性以改善聚丙烯的力学性能显得至关重要。以传统的膨胀型阻燃剂（IFR）[由聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、三聚氰胺（MA）组成]为PP阻燃。在合成APP过程中引入有机蒙脱土（OMt）。APP围绕OMt形成,剥离OMt使其能够较好地分散在阻燃剂中。为使OMt更好地分散在阻燃剂中,在磷酸氢二铵（DAP）、尿素（UREA）溶液中加入OMt,之后对溶液进行超声处理,蒸干后形成DAP-UREA-OMt与五氧化二磷反应生成APP。在PP中添加改性阻燃剂,有助于PP材料阻燃性能的提升与减缓力学性能的下降。当阻燃剂添加量为30%（阻燃剂添加量占总质量的质量分数）时,PP/IFR_APP/OMt复合材料的氧指数达到29.8%,通过V-0测试,拉伸强度为22.0 MPa,高出传统方法0.7 MPa。     

ZnO对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用

以ZnO为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了ZnO用量对PP阻燃性能和协效作用的影响。结果表明:添加少量的ZnO即可显著提高PP的阻燃性能。当MPP、PEPA和ZnO添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数高达29.5%。TGA、FTIR分析和体式显微镜观测结果表明:添加ZnO可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进体系成炭,形成更致密的炭层,从而提高材料的阻燃性能。     

季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用

本文采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料,乙二醇为介质在一定条件下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐,并对产物进行了差热、热失重及红外分析;根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率的测定结果,确定最佳合成条件为：n（磷酸）：n（季戊四醇）：n（三聚氰胺）=3：1：1．5～2;中间产物磷酸季戊四醇酯的合成温度120℃,合成时间2h;最终产物磷酸蜜铵盐合成温度100℃,时间4h。将该阻燃剂和高密度聚乙烯以不同比例共混,测定复合材料的力学性能、加工性能和燃烧性能。结果表明：以m（阻燃剂）：m（聚乙烯）=15：85混合,可使复合材料有良好的机械加工性能和理想的阻燃效果。     

硅烷偶联剂在膨胀阻燃聚丙烯复合体系中的应用

用乙烯基硅烷偶联剂(A-172)对膨胀阻燃剂(IFR)进行表面改性,研究了该阻燃剂对聚丙烯(PP)体系力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:当A-172/IFR/PP为0.5/22.5/77.5时,体系的力学性能基本不变,但阻燃性能得到了改善。其中氧指数同比提高了22.5%,体系的热释放速率峰值和烟释放速率峰值同比分别下降了9.7%和98.75%。     

纳米SiO2对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用

以纳米SiO,为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和茏状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备具有良好阻燃性能的无卤阻燃聚丙烯(PP).研究纳米SiO2用量对PP阻燃性能和协效作用的影响.结果表明:添加少量的纳米SiO2可提高PP的阻燃性能;当纳米SiO2添加量为1%时,阻燃PP的氧指数达28.5%.TGA和FTIR分析及SEM和体式显微镜观测结果表明:添加少量的纳米SiO2可促进体系成炭,稳定炭层,从而提高材料的阻燃性能.     

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%。     

壳聚糖改性聚乳酸的阻燃性能分析

为解决聚乳酸(PLA)易燃、熔滴等问题,以绿色天然高聚物壳聚糖为原料,采用甲磺酸、五氧化二磷、三聚氰胺对其改性,得到了一种绿色环保型阻燃剂———MPCS,与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配,形成了膨胀型阻燃剂(IFR)。将IFR、α-磷酸锆(α-ZrP)和PLA用转矩流动仪熔融共混制备了阻燃聚乳酸复合材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)对MPCS的结构进行了表征;用垂直燃烧法(UL-94)、锥形量热测试(CCT)、热重分析(TGA)及电子扫描电镜(SEM)研究了聚乳酸复合材料的阻燃性能及其阻燃机理。结果表明,当添加3%α-ZrP和22%IFR时,PLA复合材料的阻燃性能达到UL-94V-0级且无熔融滴落;由于α-ZrP具有片层阻隔作用和催化成炭作用,α-ZrP能提高PLA/IFR复合材料的阻燃效果,降低热释放量和烟密度。     

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。     

芳基磷酸酯/膨胀型阻燃剂协同阻燃PP的制备及性能研究

以间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)为阻燃协效剂,与三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)组成的膨胀型阻燃剂(IFR)复配,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃聚丙烯(PP)。研究了RDP的用量对PP/IFR体系阻燃性能和力学性能的影响,并通过热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)等手段对阻燃材料进行了表征。结果表明:RDP与IFR具有明显的协同阻燃作用。当RDP质量分数为5.0%时,阻燃PP的氧指数(LOI)从28.5%提高至30.5%,UL-94由V-1级提升至V-0级;此外,体系的缺口冲击强度也有较大幅度提高。