磷溴协效阻燃剂的制备及其阻燃共聚聚丙烯的研究

采用3-(三溴新戊基)磷酸酯(SR-370)、次磷酸铝(PAH)、阻燃增效剂2,3-二甲基-2,3二苯基丁烷(DMDPB)3种物质为原料共混制备一种磷溴协效复合阻燃体系,将复配比例不同的阻燃剂添加到共聚聚丙烯中,对阻燃共聚聚丙烯材料的阻燃性能进行测试,探讨3种物质的最佳配比,并研究了该复合阻燃剂的添加量对复合材料燃烧、力学、加工等性能的影响。试验结果表明,当SR-370:PAH:DMDPB的配比为1.5:0.9:0.1时,为最佳复配比;当磷溴复合阻燃剂的添加量为2.2%(质量分数,下同)时,UL-94燃烧等级为V2。     

磷-氮-溴/POE协效阻燃体系在聚丙烯薄膜中的应用研究

考察了磷-氮-溴阻燃体系与聚烯烃弹性体(POE)对聚丙烯(PP)的协效阻燃作用,通过对PP薄膜阻燃和力学等性能的研究,分析了POE与磷-氮-溴阻燃体系的协效作用机理。结果表明:将POE与磷-氮-溴阻燃体系按1:1的比例复配,所得复合阻燃剂能取得良好的协同阻燃效果,其中当协效阻燃剂的添加量为9%时,PP薄膜的阻燃等级达到UL 94VTM-0级,且具备优异的综合性能。     

磷-氮膨胀型阻燃剂和溴锑阻燃剂复配对聚丙烯的性能影响

将磷-氮膨胀阻燃剂和溴锑阻燃剂分别单独或者按照一定的比例复配与聚丙烯（PP）熔融共混挤出制备阻燃PP复合材料,通过垂直燃烧测试、锥形量热测试、热失重分析、扫描电镜测试等研究其阻燃性能和阻燃机理,通过力学实验研究不同阻燃剂的添加对PP物理性能的影响。结果表明,单独添加膨胀型阻燃剂,阻燃剂的含量达到21%才能实现1.6mm样条UL-94 V-0级,单独添加溴锑阻燃剂,阻燃剂的添加量为32%时,2mm的样条只能达到V-1级,将膨胀型阻燃剂和溴锑阻燃剂复配,总添加量19%可以实现1.6mm样条UL-94 V-0级;在锥形量热测试中,复配体系的Av-HRR、Av-EHC、THR值都明显降低,形成的残炭更加坚硬致密。磷-氮膨胀型阻燃剂和溴锑阻燃剂复配可以降低阻燃剂的添加量,两者有明显的协效阻燃作用。     

PP/纳米SiO2复合材料的阻燃性能研究

将磷系阻燃剂1,3,5-三（5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基）苯（FR）、聚磷酸铵（APP）、纳米SiO2复配,制备聚丙烯(PP)纳米复合阻燃材料。采用氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、热重分析仪、锥形量热仪对PP纳米复合阻燃材料的阻燃性能进行了研究。结果表明,FR/APP/SiO2提高了PP的氧指数、水平燃烧等级、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率。当阻燃剂FR/APP/SiO2的总体含量为25 %,FR/APP/SiO2配比为15/7/3的情况下,PP纳米复合阻燃材料的氧指数为29.4 %,水平燃烧等级为FH-1。     

新型磷-氮系复配阻燃剂在聚丙烯中的应用

采用一种新型磷-氮系阻燃剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂,对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃PP的阻燃性能、热分解过程及力学性能。结果表明:当复配阻燃剂添加量为30%时,阻燃改性PP的氧指数和垂直燃烧等级分别达到32.3%和UL94 V-0级,拉伸强度为37.4 MPa,缺口冲击强度为39.5 kJ/m2,并且具有很好的热稳定性。     

含硅成炭剂的合成及其在阻燃PP中的应用研究

以三聚氰氯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷及对苯二胺为主要原料合成了一种含有机硅的三嗪类成炭剂（CA）,将其与多聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)用于聚丙烯(PP) 阻燃。研究了APP与CA的配比及用量对PP阻燃性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,阻燃改性后的PP具有良好的阻燃性能和力学性能;CA具有优良的成炭作用,含硅基团能够促进PP成炭,提高了PP的热稳定性,有效地抑制了PP的进一步燃烧;当APP/CA为3/1、复配阻燃剂添加量为28 %（质量分数,下同）时,阻燃 PP的极限氧指数为32.5 %,垂直燃烧达UL 94 V-0级。     

联枯/次磷酸铝/MHB对聚丙烯的阻燃作用

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥形量热分析研究了联枯/次磷酸铝/三聚氰胺氢溴酸盐复合物(DMDPB/ALHP/MHB)对聚丙烯(PP)的阻燃作用。结果表明,DMDPB/ALHP/MHB对PP具有良好的阻燃协效作用,当DMDPB,ALHP和MHB的质量分数分别为0.250%,1.000%和1.500%时,阻燃均聚PP(PPH)的LOI可达到25.8%,垂直燃烧级别达到V-2;当它们的质量分数分别为0.250%,2.500%和2.500%时,阻燃共聚PP(PPB)的LOI可达到23.4%,垂直燃烧级别达到V-2。添加ALHP/MHB明显降低了PP的最高热释放速率、热释放总量,复合DMDPB使以上参数进一步降低。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

有机-金属杂化化合物阻燃聚丙烯的研究

将有机-金属杂化三嗪化合物（SCTCFA-ZnO）与聚磷酸铵（APP）复配制备了膨胀型阻燃剂（IFR）,通过极限氧指数测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析、热失重分析和扫描电子显微镜分析等表征方法研究了SCTCFA-ZnO/APP的协同作用对PP复合材料阻燃性能的影响。结果表明,APP与SCTCFA-ZnO复配可以有提高PP材料的阻燃性能,当IFR的添加量为25 %（质量分数,下同）,且APP/SCTCFA-ZnO的质量比为2/1时,复合材料的极限氧指数最高,达到31.1 %,达到UL 94 V-0级;IFR可提高复合体系的温热稳定性,阻燃复合材料燃烧后会形成一层致密、连续的炭层,从而起到良好的阻燃效果。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

DPDBO/Sb2O3/DMDPB在LDPE阻燃处理中的应用

研究了2,3-二甲基-2,3-苯基丁烷(DMDPB)、三氧化二锑(Sb2O3)和十溴二苯醚(DBDPO)的加入对低密度聚乙烯(LDPE)的拉伸和阻燃性能的影响探讨了DBDPO与Sb2O3加入量的不同给LDPE的拉伸强度、断裂伸长率和阻燃性能带来的差异。同时研究表明少量的DMDPB加入LDPE／Sb2O3／DBDPO体系,即可显著提高断裂伸长率和阻燃性能。     

聚磷酸铵疏水改性及其阻燃聚乙烯的性能研究

利用十八烷基胺对聚磷酸铵（APP）进行表面修饰改性,通过静态接触角对改性后的APP进行润湿性能的测试,其接触角达到了136°,说明改性后的APP具有良好的疏水性能。将改性的APP与成炭发泡剂（CFA）以4:1的比例进行复配后加入到聚乙烯（PE）中,制备阻燃PE材料,并通过氧指数（LOI）和垂直燃烧研究了材料的阻燃性能,通过拉伸和弯曲测试研究了材料的力学性能,通过水煮的方法研究了阻燃材料的耐水性。测试结果表明,与未改性的APP相比,APP的表面改性使得阻燃PE材料的阻燃性能略有降低,但提高了阻燃剂与聚合物的相容性,阻燃PE的力学得到了提高,同时阻燃材料的耐水性能得到了大幅度的提高,其阻燃剂的水抽出率大大降低,当阻燃剂的添加量为25%时,阻燃材料的抽出率仅为0.12%。     

A novel bio-based charcoal-forming agent based on chitosan and phytate@Mg to improve the flame retardancy of poly(lactic acid)

A novel bio-based carbon forming agent (Mg@PA-CS) containing P and N elements was were synthesized using the complexation characteristics of chitosan (CS) and phytate (PA). The flame retardant behavior of poly(lactic acid) (PLA)/Mg@PA-CS/APP composites (addition of 20 wt% of different ratios of Mg@PA-CS and APP to polylactic acid composites) were investigated by the limiting oxygen index (LOI), vertical burning test (UL-94), cone calorimetry test (CCT), and thermogravimetric analysis (TGA). Due to the biphasic flame retardant and synergistic effect, since the 20 wt% flame retardant system (Mg@PA-CS:APP = 1:2), PLA composites passed the UL-94 test V-0 rating, reached 34% LOI value. The peak heat release rate (PHRR) and total heat release rate (THR) were reduced to 1/2 of the pure PLA, char residue could be as high as 11.49% at 800°C. Moreover, the flame-retardant mechanism of PLA composites during thermal decomposition was analyzed using a scanning electron microscope (SEM) and the coupling techniques of TGA linked with FT-IR (TG-FTIR).     

卡拉胶包覆APP/MnO2增强水性环氧树脂阻燃抑烟性能

用反相乳液法，以卡拉胶（KC）为壳材，聚磷酸铵（APP）和二氧化锰（MnO2）为芯材，制备了KC包覆APP/MnO2阻燃剂（KC-FR）。通过FTIR、 XRD、 SEM和 EDS对KC-FR进行了表征。结果表明：卡拉胶已成功包覆APP和MnO2，合成的样品具有微胶囊结构。将KC-FR应用于水性环氧树脂（EP）中，考察KC、APP、MnO2 三者质量比对EP阻燃、抑烟性能的影响。用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）和锥形量热（CCT）测试了涂层的阻燃、抑烟性能。结果发现，当KC/APP/MnO2的质量比为2∶1∶1，并且在EP中添加量为20%时，制备的阻燃涂层EP2的LOI达到29.1%，UL-94达到V-0级，表现出较好的阻燃性能。EP2相比于其它涂层热释放峰值（pHRR）、热释放总量（THR）和烟释放总量（TSP）最低，相比于EP0分别下降了42%、37%和46%，表现出较好的抑烟性能。另外，热重分析（TGA）测试结果显示EP2在800℃残炭量（W800）为33%，表明KC-FR具有促进EP成炭的功能。通过SEM对残炭表面分析发现，EP2表面炭层更加致密，这表明KC-FR对促进形成稳定并且致密的炭层起到至关重要的作用。     

Preparation and characteristics of two-component polyurethane flame retardant coatings using 2,3-dibromo modified polyesters

Two-component polyurethane flame retardant coatings were prepared by blending 2,3-dibromo modified polyesters (2,3-DBPOs) and polyisocyanate. 2,3-DBPOs were synthesized by polycondensation of 2,3-dibromopropanoic acid, a flame retardant aliphatic carboxylic acid, with 1,4-butanediol, trimethylolpropane, and adipic acid. The content of 2,3-dibromopropanoic acid was varied at 10, 20, and 30 wt % for the polycondensation reaction. Various physical properties of these new flame retardant coatings were comparable to non-flame-retardant coatings. They showed desirable properties for a flame retardant coating such as rapid drying and 9–12 h of pot life. Coatings with 30 wt % 2,3-dibromopropanoic acid did not burn using the vertical burning test. © 1996 John Wiley & Sons, Inc.     

磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯密封胶性能的影响

研究了磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯(PU)密封胶性能的影响。研究结果表明,聚磷酸铵(APP)与间苯二酚双-(二苯基磷酸酯)(RDP)复合磷系阻燃剂对氢氧化镁阻燃PU密封胶具有良好的协效作用;当m(APP)∶m(RDP)=6∶4时,阻燃PU密封胶的综合性能较好,此时该密封胶的氧指数由28.9提高到31.7、垂直燃烧级别也由FV-1级提升到FV-0级(3.2mm)、拉伸强度为2.7MPa、断裂伸长率为376%且邵A硬度为56。     

膨胀阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

分析了膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的加入方式对三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系硫化特性的影响,研究了加入不同膨胀型阻燃剂及协效剂硼酸锌(ZB)、有机蒙脱土(OMMT)对动态硫化EPDM/PP热塑性硫化胶(EPDM/PPTPV)性能的影响。结果表明,在动态硫化前加入APP或PER时,EPDM/PP体系不能进行硫化;当APP的加入量为30份时,EPDM/PPTPV的综合力学性能较佳;在EPDM/PPTPV中同时加入APP、PER、三聚氰胺(MEL)时,随着三者加入量的增加,体系的阻燃性能增强,但拉伸强度明显降低,三者的最佳用量为30份APP、10份PER、10份MEL,此时体系的黏度与纯EPDM/PPTPV相当;加入ZB或OMMT时,EPDM/PPTPV的拉伸强度降低,且加入OMMT体系的阻燃效果优于加入ZB体系;加入OMMT时,在低剪切速率下,体系的黏度减小;在高剪切速率下,体系的黏度增大;加入ZB时,在低剪切速率下,体系的黏度与未加ZB体系相当;在高剪切速率下,体系的黏度增大。     

聚苯乙烯的无卤阻燃研究

采用正交设计法分析了聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)作为一种混合体系对聚苯乙烯(PS)的阻燃作用。实验表明,酸源、炭源、气源组成的膨胀型阻燃剂有良好的阻燃效果,PER对PS阻燃性能的影响显著。各个因子对材料力学性能和加工性能的影响不同:PER用量是影响拉伸强度、弯曲强度和流动性的主要因素;APP用量是影响无缺口冲击强度的主要因素;MEL用量是影响缺口冲击强度的主要因素。当APP、PER、MEL 的用量分别为30,20,5摩尔份时,阻燃PS获得较好的综合性能。     

Vinyl polysiloxane microencapsulated ammonium polyphosphate and its application in flame retardant polypropylene

Vinyl polysiloxane microencapsulated ammonium polyphosphate (MAPP) was prepared by a sol-gel method using vinyltrimethoxysilane as a precursor to improve its thermal stability and hydrophobicity. The MAPP was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and thermogravimetric analyzer (TGA). The results showed that ammonium polyphosphate (APP) was successfully coated with vinyl polysiloxane. MAPP and pentaerythritol (PER) were used together to improve the flame retardancy of polypropylene (PP). The flame retardant properties of PP composites were investigated by limiting oxygen index (LOI), UL-94 test, TGA and SEM. When the MAPP was added as a flame retardant, with PER as a char forming agent, the LOI of PP/MAPP/PER composites was 33.1%, and it reached the UL-94 V-0 level. The results also demonstrated that the flame retardant properties of PP/MAPP/PER composites were better than those of PP/APP/PER composites at the same loading. Moreover, the addition of flame retardant and carbon forming agent could promote the crystallization behavior of PP.     

Synthesis of a novel intumescent flame retardant and its flame retardancy in polypropylene

Microencapsulated ammonium polyphosphate (GMFAPP) is prepared by in situ polymerization method with a shell of poly(ethylene glycol) modified melamine-formaldehyde resin. Due to the presence of shell, GMFAPP shows less size, higher water resistance and flame retardancy in polypropylene (PP) compared with ammonium polyphosphate (APP). The flame retardant action of GMFAPP and APP in PP are studied using LOI, UL-94 and cone calorimeter, and their thermal stability is evaluated by thermogravimetric apparatus. The limiting oxygen index (LOI) value of the PP/GMFAPP at the same loading is higher than the value of PP/APP. UL-94 ratings of PP/GMFAPP can reach V-0 at 30 wt% loading. The water resistant properties of the PP composites are studied, and the results of the composites containing with APP and GMFAPP are compared. The cone results put forward that GMFAPP is an effective flame retardant in PP compared with APP. Moreover, the thermal oxidative behavior of GMFAPP is evaluated by dynamic FTIR to study its flame retardant mechanism in PP.