IFR/AHP和IFR/EG阻燃发泡聚氨酯的应用研究

将次磷酸铝(AHP)及膨胀石墨(EG)与膨胀阻燃剂(Orient IFR603)进行复配后添加到聚氨酯中制备阻燃硬质发泡聚氨酯(RPUF)材料,研究了IFR/AHP和IFR/EG阻燃发泡聚氨酯材料的阻燃性能、表观密度、力学性能及热降解行为、泡孔结构。结果表明,AHP及EG与IFR对阻燃聚氨酯泡沫材料具有一定的协效作用。IFR及IFR/AHP阻燃体系的加入会使得RPUF的压缩性能有所提升,但IFR/EG阻燃体系降低了材料的压缩性能。阻燃剂的加入改变了聚氨酯泡沫体系的热降解过程。阻燃剂的加入对聚氨酯泡沫材料的泡孔影响不大,阻燃剂的加入使RPUF材料燃烧后碳层更加的致密和均匀。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协效阻燃PUI泡沫塑料研究

通过添加可膨胀石墨(EG)和聚磷酸铵(APP)单组分阻燃剂及其复配阻燃剂,制备了聚氨酯–酰亚胺(PUI)泡沫塑料阻燃体系,并对其阻燃性能、热性能、表面碳层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂添加量下,复配阻燃体系的极限氧指数(LOI)值高于单一阻燃剂阻燃体系,PUI/EG/APP体系的LOI值由18.6%提高至30.9%。热失重分析表明EG和APP间的相互作用导致了PUI/EG/APP体系在高温阶段的热降解速率下降,残炭率显著上升。扫描电镜分析表明PUI/EG/APP体系在燃烧后能生成更加连续和致密的炭层。在相同阻燃剂添加量的情况下,EG/APP复配使用能够减少EG对PUI压缩性能的损害。     

APP/ADP体系阻燃木塑复合材料研究

选用聚磷酸铵(APP)与二乙基次膦酸铝(ADP)复配用于木塑复合材料(WPC)的阻燃并研究了材料的阻燃性能。结果表明,纯WPC的氧指数(LOI)值为23.5%,当单独添加19%(wt)的APP时,材料通过了垂直燃烧测试UL-94 V-0级,LOI值为28.9%。当APP与ADP以质量比为6∶1复配,阻燃剂总添加量仅为15%(wt)时,材料通过了UL-94 V-0级,LOI值达到了28.7%,表明ADP/APP体系对WPC具有很好的协同阻燃效应。力学性能测试表明,APP/ADP体系的加入对材料的力学性能影响较小。热重分析测试表明,APP/ADP体系促进了材料的初期热降解,但提高了材料的成炭性能。锥形量热测试及扫描电镜对残炭的测试表明,APP/ADP体系的加入使得材料在燃烧过程中形成了膨胀、连续的炭层,很好地抑制了材料的燃烧,使得材料的热释放速率、总热释放量显著降低。     

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。     

碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能研究

采用一步发泡法制备出聚氨酯泡沫(PUF),将精制碱木质素与聚磷酸铵(APP)按不同比例组成膨胀阻燃剂(IFR)并添加到PUF中,制得碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫(PUF/IFR)。通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)考察了PUF/IFR材料的阻燃性能、热降解行为、成炭性能及残炭微观形貌。结果表明:当碱木质素与APP的复配比为1:6、IFR添加量为30%时,PUF/IFR的LOI值达到26.3%。IFR的加入形成了连续致密的炭层附着在材料表面,降低了材料的热降解速率,提高了残炭率,从而改善了材料的热稳定性和阻燃性能。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚乙烯的研究

本文进行了可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)协同阻燃聚乙烯的研究。采用氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)等技术手段对EG/APP阻燃聚乙烯体系进行表征。结果表明,加入APP后,体系氧指数明显提高,热降解速率降低,热稳定性增强。说明EG/APP发挥了协同阻燃作用,形成了致密稳定的膨胀炭层。     

协效剂在ABS/APP/PETA体系中的阻燃协效性

为了提高苯乙烯一丁二烯一丙烯睛(ABS）/聚磷酸铵(APP)/聚对苯二甲酞乙二胺(PETA)膨胀阻燃体系的阻燃性能,将硼酸锌(ZB）、红磷(RP）添加到ABS/ APP/ PETA膨胀阻燃体系中。采用极限氧指数法、垂直燃烧法、热失重、扫描电镜探讨了不同含量协效剂ZB,RP对不同比例ABS/APP/PETA阻燃体系的协效阻燃效应。结果表明,加人协效剂使ABS/APP/PETA体系的阻燃性能得到显著提高;将2.5份(质量份,下同)ZB和4份RP加人到ABS/APP/PETA( 70/22. 5/7. 5)体系,体系的极限氧指数由未加协效剂的30%提高到41%,UL-94测试也达到V-0级;ZB提高了ABS/APP/PETA体系热稳定性和成炭率,RP能极大地促进成炭;加人ZB和RP ,阻燃体系燃烧表面能够形成更多膨胀、致密的炭层。     

反应型含磷多元醇/APP复配阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能

以非丁基氧化锡为催化剂,通过甲基膦酸二甲酯(DMMP)与乙二醇(EG)酯交换反应,制备了含磷多元醇(DMMP-EG)。将DMMP-EG与聚磷酸铵(APP)作为复合阻燃剂,制备了阻燃硬质聚氨酯泡沫(RPUF),探讨了复配阻燃剂对RPUF力学性能、阻燃性能、热稳定性的影响。结果表明:DMMP-EG与APP复配阻燃RPUF,在提高阻燃性能的同时,力学性能显著提高;当DMMP-EG添加15份、APP添加30份时,泡沫的力学性能最佳,与纯RPUF相比,压缩强度提高了1.25%,冲击强度提高了101.53%;此时,极限氧指数(LOI)提高至21.7%,烟密度等级为40。热重(TG)分析结果表明:在氮气气氛中,750℃时的残炭率较纯RPUF提高了612.56%。阻燃体系呈现以凝聚相为主的气相-凝聚相双相阻燃特点。     

协效剂对ABS/APP/PA6体系阻燃效应的研究

为了提高膨胀型阻燃体系聚磷酸胺(APP)/尼龙6(PA6)对苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)的阻燃效果,采用极限氧指数法、垂直燃烧法、热失重和扫描电镜分析探讨了协效剂氧化锌、4A分子筛、氧化铝和次磷酸铝对ABS/APP/PA6膨胀型阻燃复合物的协效阻燃效应.结果表明,协效剂的加入显著改善了ABS/APP/PA6体系的阻燃性能,当2%的氧化锌,4A分子筛和次磷酸铝加入时,阻燃体系的氧指数从28.3%分别提高到31.2%,30.8%和33.5%,UL94测定均为V-0级.热失重分析表明,添加剂的加入提高了阻燃体系的热稳定性和高温残炭率.SEM形貌分析显示,协效剂的加入能促进阻燃体系在燃烧后形成更加均匀、致密的炭层结构.     

类水滑石协效阻燃聚氨酯硬泡的研究

采用氧化镁烟气脱硫固废制备了类水滑石(HTLcs)。通过氧指数仪、锥形量热仪研究了类水滑石对聚氨酯硬泡(RPUF)/聚磷酸铵(APP)阻燃体系的阻燃和抑烟性能的影响。研究表明,当聚磷酸铵用量为40%、HTLcs用量为10%时,聚氨酯硬泡的极限氧指数(LOI)达到了34.2%,其最大热释放速率(PHRR)由RPUF的140 k W/m~2降低到85 k W/m~2,减幅达39.3%,且最大烟释放速率(PSRR)低于0.25 m~2/s。类水滑石与APP具备一定的协效阻燃和抑烟性能。     

磷系阻燃剂对聚醚/聚酯型TPU的阻燃性能研究

选用两种常用的磷系阻燃剂聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)按不同添加量分别加入到两种热塑性聚氨酯(TPU)中,通过熔融共混制得阻燃TPU体系,并探究APP和AHP对两种TPU的阻燃性能、热稳定性及力学性能的影响。结果发现,APP与聚醚型TPU(M-TPU)更匹配,AHP与聚酯型TPU(Z-TPU)更匹配。加入10%APP可使M-TPU的极限氧指数(LOI)从21.6%提高到27.4%,加入10%AHP可使Z-TPU的LOI从21.3%提高到28.7%,UL94均为V-0等级且燃烧后的残炭量明显增加,炭层强度提高。     

膨胀阻燃碱木质素聚氨酯泡沫的制备及性能

将精制后的碱木质素代替部分聚醚多元醇,通过一步发泡法与聚合MDI混合制备了碱木质素聚氨酯泡沫,同时采用季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配组成膨胀阻燃剂(IFR)制备了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过热重分析(TGA)、锥形量热测试(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)测试,分别研究了所制试样的热降解行为和成炭性能、燃烧行为和残炭的形貌。分析结果表明:当碱木质素的添加量为聚醚多元醇的5%,APP与PER的质量比为3∶1,IFR的添加量为30%时,碱木质素基聚氨酯泡沫的LOI达到了24.8%,IFR的加入促进了碱木质素聚氨酯泡沫的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

APP/BF–KH550协同阻燃热塑性聚氨酯的性能

以竹纤维(BF)为协同阻燃剂,将聚磷酸铵(APP)引入热塑性聚氨酯(PUR-T)中,制备了膨胀型阻燃复合材料。为了提高PUR-T的分散性,将硅烷偶联剂KH550接枝到BF上。对PUR-T基膨胀型阻燃复合材料进行了燃烧性能、力学性能测试,结果表明:与纯PUR-T相比,PUR-T/APP/BF KH550样品在UL94测试中达到了V 0等级;通过添加8%的APP和2%的BF-KH550,复合材料样品的极限氧指数达到了30.3%;同时,最大热释放速率值下降了86.6%;90%PUR-T/8%APP/2%BF KH550试样的拉伸强度为23.9 MPa,高于90%PUR-T/8%APP/2%BF样品。     

磷系阻燃剂FR/APP协效阻燃PP

采用氧指数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪研究了磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)复配体系对聚丙烯(PP)材料阻燃性能的影响.结果表明,FR/APP提高了PP的极限氧指数(LOI)、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率.当w(FR)为15%和w(APP)为10%复配阻燃PP时,复合材料的LOI为29.6%.阻燃级别达到UL 94 V-0级.     

ADP协效APP/PER阻燃PP的制备及性能

以二乙基次膦酸铝(ADP)为协效剂,与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)传统膨胀型阻燃体系复配,通过熔融共混制备了膨胀阻燃聚丙烯(PP)。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的性能及相关作用机制。结果表明,ADP和APP/PER具有很好的协同阻燃作用,它不但可以同时提高阻燃体系的残炭量和炭层质量,有效抑制熔滴,还可以降低燃烧过程中的生烟量,是更加绿色的阻燃体系。当阻燃体系的总添加量为24%,APP/PER和ADP的质量比为6∶1时,阻燃PP的LOI可达到29.8%,垂直燃烧等级为V–0级,且生烟性比不添加ADP的体系下降了76.9%。阻燃机理研究表明,该体系是以凝聚相为主的凝聚相和气相协同阻燃机制。     

笼状磷酸酯微胶囊/聚磷酸铵阻燃聚丙烯

将笼状磷酸酯微胶囊(ET)与聚磷酸铵(APP)复配用于阻燃聚丙烯(PP)。采用氧指数和UL 94评价了阻燃PP的阻燃性能,采用热重分析、扫描电子显微镜照片、傅里叶变换红外光谱及X射线电子能谱研究了阻燃剂的协同效应和阻燃机理。结果表明:ET与APP有较好的复配协同效应,ET/APP的阻燃性能随m(ET)/m(APP)的不同而变化。当m(ET)/m(APP)为1∶2时,阻燃效果最好。w(ET/APP)为30%时,氧指数达29.7%,且达到UL 94 V-0级。     

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。     

次磷酸铝/三聚氰胺氰尿酸盐阻燃热塑性聚氨酯的性能研究

将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配后添加到热塑性聚氨酯(TPU)中制备阻燃TPU材料,通过氧指数(OI)和垂直燃烧(UL 94)测试研究了材料的阻燃性能,通过热重分析(TGA)技术测定了材料的热稳定性及成炭性能,同时还研究了AHP与MCA不同的质量比对TPU材料性能的影响。结果表明:当AHP与MCA的质量比为1:2,阻燃剂的总添加量为11%时,阻燃TPU材料能通过垂直燃烧UL 94V-0级,OI达到了25.2%。TGA测试结果表明:阻燃剂AHP/MCA的加入对TPU材料的起始热分解温度没有影响,但能提高材料在高温时的热稳定性,同时提高材料的成炭性能。增加的炭层能有效地阻止氧气和热量进入到材料内部,抑制内部可燃性气体的逸出,同时AHP与MCA能释放出难燃气体,稀释氧气及可燃性气体的浓度,从而提高了材料的阻燃性能。     

聚磷酸铵阻燃体系对HIPS/OMMT阻燃研究

将钠基蒙脱土(Na~ -MMT)有机化改性,制成有机蒙脱土(OMMT),采用熔融插层法分别制备HIPS/OMMT复合材料和聚磷酸铵(APP)体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料。结果表明,HIPS/OMMT复合材料具有一定的阻燃性能,但阻燃性能的提高比较有限;与仅添加OMMT时相比,APP体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性均得到进一步提高,以APP、季戊四醇(PER)和硼酸锌(ZB)为膨胀型阻燃剂对HIPS/OMMT复合材料阻燃性和抑烟性的提高更为显著。力学性能测试结果表明,APP体系的加入对复合材料的拉伸强度和冲击强度都有负面影响。     

凹凸棒石复配膨胀阻燃剂阻燃HDPE的研究

以聚磷酸铵(APP)与三羟乙基异氰脲酸酯(THEIC)为膨胀阻燃剂(IFR),凹凸棒石(ATP)为协效剂,采用熔体共混法制备了阻燃高密度聚乙烯(HDPE),通过红外光谱、氧指数、热失重和锥形量热分析,研究了ATP对阻燃HDPE燃烧性能的影响。结果表明:添加少量的ATP能催化APP/THEIC间的酯化反应,提高了HDPE的阻燃性能;当ATP的用量为2%时,HDPE/28%IFR/2%ATP复合材料的氧指数达30%,阻燃等级提高为V-0,体系的热释放速率峰值和总热释放量分别比HDPE/30%IFR复合材料降低了22.7%和26.7%。