无卤型阻燃聚氨酯泡沫塑料研究

选用可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂制备了阻燃聚氨酯泡沫塑料,考察了EG的用量及其表面处理对材料的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,选择EG作为阻燃剂可以有效提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能;随着EG用量的增加,材料的阻燃性能提高,当EG用量为30%时,其氧指数(LOI)可达27%,但力学性能明显下降;采用聚乙烯醇或钛酸酯101对EG进行表面处理后,材料的力学性能明显改善,且聚乙烯醇优于钛酸酯。     

可膨胀石墨对聚氨酯半硬质泡沫性能的影响

采用一步法制备了不同含量可膨胀石墨(EG)阻燃聚氨酯半硬质泡沫塑料(PUF)。通过扫描电子显微镜观察了纯PUF和EG改性PUF的泡孔结构、EG粒子在泡沫内的分布状态和泡沫燃烧后泡孔和炭层形貌。结果表明,添加EG粒子后,EG粒子附着在泡孔表面,泡孔形貌改变;燃烧后,纯PUF泡孔严重炭化变形,添加EG粒子的泡沫表面覆盖一层浓密的"蠕虫状"石墨炭层。采用垂直–水平燃烧试验和极限氧指数(LOI)试验对PUF的阻燃性能进行了测试。试验结果表明,随着EG用量的增加,PUF的阻燃性能增强,EG添加量为12%时,水平阻燃等级达到HF–1级,LOI达到23.9%,有较好的阻燃效果。     

2006年《塑料》总目录

阻燃材料期数页数阻燃领域中一些重要的理论研究课题及其进展1 1SnO2与氢氧化物复合阻燃剂对软PVC的阻燃消烟作用1 5两种含磷阻燃剂的合成及其结构表征1 11膨胀石墨的表面改性及其在PIR-RPUF中的应用1 15成炭性塑料对聚丙烯/膨胀阻燃体系的燃烧行为及阻燃性的影响1 18MPP/PER/P     

PS/APP/EG/CaCO_3复合材料阻燃炭层形成机理研究

采用聚磷酸铵(APP)、膨胀石墨(EG)、碳酸钙(CaCO3)对聚苯乙烯(PS)进行阻燃改性,得到一种膨胀体积较大、结构稳定、阻隔性较好的PS/APP/EG/CaCO3复合材料阻燃炭层。通过极限氧指数(LOI)测量、UL 94等级判别等方式测定了该复合材料的阻燃性能;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等表征方法,对其化学结构、表面微观形貌等进行分析,探索PS/APP/EG/CaCO3复合材料阻燃炭层的形成机理。结果表明:阻燃炭层的形成是由于CaCO3与APP在高温下形成黏状钙盐,黏结EG形成的膨胀物质所致,钙盐在保证其膨胀倍率的基础上加强了炭层结构的稳定性,使该复合材料的阻燃性能得以提升。     

石墨特性对EG/EPS复合阻燃材料性能的影响

聚苯乙烯泡沫塑料(E PS)应用广泛,但是有易燃的缺点,而可膨胀石墨(EG)具有阻燃性能.目前,学者主要研究了EG与其它阻燃剂的配比和种类对复合EPS阻燃材料的影响,很少系统探究石墨的特性如石墨的粒级、EG的添加量、膨胀体积对复合EPS阻燃材料的性能的影响.通过EG包覆改性EPS制备EG/EPS复合阻燃材料,确定EG的添加量、膨胀体积、原料粒级对EG/EPS复合材料的性能的影响,为阻燃剂EG的应用提供依据.试验确定的最佳条件为:EG添加量为10wt％;膨胀体积为120 mL·g-1;EG原料粒级-0.100 mm +0.074 mm.由SEM表征、热重分析可知,高温燃烧时,EG吸热分解吸收大量热源,降低EPS与热源的接触;同时EG在材料表面形成六边形骨架,起到隔绝热源的作用.     

用锥形量热法研究EVA/EG复合材料的阻燃性能

采用哈克转矩流变仪将阻燃剂可膨胀石墨(EG)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)树脂和其它助剂进行熔融混和均匀,制备阻燃EVA/EG复合材料,并通过锥形量热仪研究其阻燃性能。研究结果表明:经膨胀石墨阻燃的EVA/EG复合材料的热释放速率峰值(PHRR)、总热释放速率(THR)、烟发生速率(SPR)、总释烟速率(TSR)逐渐降低,火灾性能指数(FPI)、点燃时间(TTI)及燃烧残渣逐渐增加,表现出明显的阻燃性和抑烟性特点。阻燃EVA/EG复合材料燃烧时,其EG片层受热膨胀形成保护层,有效延缓了热、氧传递,降低了材料的热分解和扩散速率,促进了成炭,是阻燃性提高的关键因素。     

膨胀阻燃LLDPE/EVA复合材料的制备及其改性

将预先配制好的膨胀阻燃剂[IFR,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/硼酸锌(ZB)]与线性低密度聚乙烯(LLDPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行混和,采用双螺杆挤出机,制备阻燃LLDPE/EVA复合材料。用氧化钙(CaO)、天然石墨(NG)、膨胀石墨(EG)对阻燃LLDPE/EVA复合材料进行改性。结果表明:APP/PER/ZB具有明显的膨胀阻燃作用,同时,发现CaO,NG,EG与IFR有协同作用,提高了膨胀炭层的热稳定性和阻燃效率。     

CaCO_3和EG与APP/PER/ZB体系协同阻燃交联EVAC基复合材料的研究

采用膨胀型阻燃剂[聚磷酸铵/季戊四醇/硼酸锌(APP/PER/ZB)体系]对交联乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)进行阻燃改性,然后分别用CaCO3和可膨胀石墨(EG)进一步优化EVAC/APP/PER/ZB复合材料。采用极限氧指数(LOI)仪、锥形量热仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的阻燃性能及阻燃机理,并测试了复合材料的力学性能和介电性能。结果表明,随着APP/PER/ZB体系含量的增加,复合材料的LOI逐渐升高,热释放速率峰值、平均热释放速率、热释放总量逐渐降低;拉伸强度、断裂伸长率和介电常数逐渐下降,但介电损耗变化极小。CaCO3和EG优化的复合材料阻燃性能和拉伸性能均比未优化的有所提高,起到一定的协同阻燃效果,其中EG的优化效果最好;CaCO3对复合材料介电性能的影响与APP/PER/ZB体系大致相同,但高频下EG的影响较为显著,均明显降低了复合材料的介电常数和介电损耗峰值。     

EG/DMMP阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料的研究

采用极限氧指数、拉伸试验机和扫描电子显微镜对可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料(PUI)的阻燃性能、表面炭层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,阻燃剂添加量相同时,复配阻燃体系的极限氧指数值高于EG单独阻燃PUI,PUI/EG/DMMP体系的极限氧指数值由18.6 %提高至33.4 %;EG/DMMP的复配,减少了对泡孔结构的破坏,PUI/EG/DMMP燃烧后能生成更加连续和致密的炭层;阻燃剂添加量相同时,与EG单独阻燃PUI相比,EG/DMMP复配减少了对压缩性能的损害。     

新型改性可膨胀石墨阻燃ABS复合材料的燃烧行为和力学性能研究

通过一锅法原位合成了SiO_2纳米粒子改性可膨胀石墨,与未被改性的可膨胀石墨(EG)相比,改性可膨胀石墨(MEG)仍然保留了其片层状结构,石墨片层表面附集了大量的SiO_2纳米粒子。将MEG应用于阻燃ABS,通过垂直燃烧测试(UL 94)、极限氧指数测试(LOI)和力学性能测试研究了MEG对ABS阻燃材料的燃烧特性和力学性能的影响。结果表明,当MEG的质量分数为20%时,ABS/MEG20阻燃复合材料的UL 94水平达V-0级,LOI值达到25.2%,而与此作为对比的ABS/EG20阻燃复合材料持续燃烧,未能通过UL 94测试。增韧剂的添加较大幅度地提高了阻燃ABS复合材料的力学韧性,当增韧剂的质量分数为4%时,ABS/MEG20的力学冲击冲击强度由增韧前的6.0 k J/m~2提高到12.7 k J/m~2,另一方面,复合材料仍保持其优异的阻燃性能;与纯ABS材料相比,阻燃ABS复合材料高温时的热稳定性提高,高温时的残炭量增加。     

两种弹性体接枝物对PA6/Mg(OH)2复合材料性能的影响

将Mg(OH)2、弹性体接枝物、抗氧剂与尼龙6(PA6)共混制得阻燃PA6/Mg(OH)2复合材料,探讨了两种弹性体接枝物对PA6/Mg(OH)2复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,加入弹性体接枝物A比加入钛酸酯偶联剂可以明显提高PA6/Mg(OH)2复合材料的阻燃性能和某些力学性能。Mg(OH)2用量为20%时,加入弹性体接枝物A的复合材料的极限氧指数可达到38.4%;缺口冲击强度和断裂伸长率比加入钛酸酯偶联剂时分别提高了64.6%和172.4%。     

不同偶联剂处理Mg(OH)2对无卤阻燃HIPS性能的影响

分别采用钛酸酯偶联剂NDE311、硅烷偶联剂KH550处理氢氧化镁[Mg(OH)2],将偶联Mg(OH)2与微胶囊化红磷复配无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS).比较添加偶联剂前后Mg(OH)2无卤阻燃HIPS的综合性能,发现偶联改性可改善材料的阻燃性能、弯曲性能;比较不同偶联剂处理Mg(OH)2的无卤阻燃HIPS的综合性能,发现经KH550偶联剂处理后的材料综合性能较好.     

Synthesis,characterization and thermal properties of novel epoxy/expandable graphite composites

Epoxy resins are widely used as coatings, adhesives and primers and in semiconductor encapsulation. A requirement that has recently gained importance is that of flame resistance, and imparting flame retardancy to epoxy resins has attracted much attention. Expandable graphite (EG) can improve flame‐retardant properties of polymers. Due to poor compatibility between polymer matrix and EG, flame‐retardant performance will be impaired. EG can be functionalized using a coupling agent. This gives rise to covalent bonding between organic and inorganic phases. This will improve the compatibility between filler and polymer to enhance the thermal stability of composites. X‐ray photoelectron spectroscopy was used to characterize the functionalizing reaction between coupling agent and EG. Thermogravimetric analysis (TGA) and integral procedural decomposition temperature (IPDT) were used to calculate the thermal stability of composites. The results show that functionalized EG can improve the thermal stability of the composites. TGA/mass spectroscopy (MS) shows that the amount of toxic gases liberated from the composites is less than that from pure epoxy. Novel epoxy/EG composites were prepared successfully via the sol–gel method. The results of TGA, IPDT and TGA/MS showed that functionalized EG can enhance the thermal stability of composites and can suppress the production of toxic gases. The composite materials could provide a safer choice. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

EG阻燃热固性聚苯乙烯泡沫保温板的性能

以可发性聚苯乙烯(EPS)为基材,利用酚醛树脂(PF)作为包覆剂,可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂,利用包覆法,制备了一种无卤环保、阻燃性能好、力学性能优良的热固性PS外墙泡沫保温板。研究了PF与EG对EPS保温板阻燃及力学性能的影响,探究了阻燃机理。结果表明,使用PF作为包覆剂制得的EPS/PF泡沫保温板力学性能尤其是压缩强度明显提高,当PF用量为90份时,LOI值可由18%提升至27.9%;阻燃剂EG的加入,使得保温板的阻燃性能及压缩性能进一步提高,当添加4份的EG时,保温板的压缩强度最高,LOI值达到了29.4%,垂直燃烧等级达到V–0级,残炭率由纯EPS的10%提高到50%。     

低溴阻燃ABS材料的力学性能和阻燃性能

本文采用十溴联苯醚（ＤＢＤＰＯ）和三氧化二锑（Ｓｂ２Ｏ３）阻燃ＡＢＳ,并分别用磷酸酯、钛酸酯、硅烷等偶联剂对阻燃剂进行表面处理,发现随着阻燃剂用量的增加,复合物的阻燃性能逐渐提高,当溴比达到１０％时,材料在空气中点不燃;在提高阻燃性能的同时,材料的力学性能有所下降,尤其是冲击强度下降较明显。将阻燃剂用偶联剂处理后,材料的力学性能得到改善。本文还采用了母料法制备复合物,实验结果表明,采用母料法可进一步改善阻燃剂的分散性,材料的力学性能和阻燃性能都较好     

PGS@P-N阻燃剂的制备及增强EVA复合材料的 阻燃性能的研究

利用坡缕石表面的羟基，采用化学方法首先将坡缕石（PGS）用磷酸进行了改性，随后通过酸碱中和的方法，将十二胺接枝到磷酸分子上，得到改性的含P、N型复合阻燃剂PGS@P-N。通过SEM、 XRD、 FTIR等方法对所合成阻燃剂PGS@P-N的形貌和结构进行了表征，利用氧指数法(LOI)、垂直燃烧法(UL-94)和锥形量热法(CCT)对复合材料的阻燃性能进行了测试，并对复合材料的力学性能和相容性进行了考察。结果表明：当向EVA中加入质量分数为30%的PGS@P-N/EG后，EVA/PGS@P-N/EG(可膨胀石墨)复合材料的氧指数达到了36.3%，与EVA/PGS/EG比较，接入烷基链后，EVA/PGS@P-N/EG复合材料的断裂伸长率提高了40%。     

聚乙类醇与钛酸酯偶联剂化学反应的X射线光电子能谱研究

用X射线光电子能谱研究了聚乙烯醇（PVA）与三（二辛基焦磷酰氧基）钛酸异丙酯偶联剂（NDZ－201）的化学反应,PVA的一些C－OH官能团与NDZ－201钛酸酯偶联剂反应形成了CPVA－O－Ti-O－CPVA键,通过该键PVA分子链被联成憎水性的三维聚合物网络据此提高了钛酸酯偶联剂改善高铝水泥／聚乙烯醇（HAC／PVA）基无宏观缺陷（MDF）复合材料湿敏性的作用机理。     

A facile and novel modification method of β-cyclodextrin and its application in intumescent flame-retarding polypropylene with melamine phosphate and expandable graphite

In this paper, a facile and novel method was adopted in tailoring β-cyclodextrin (CD), which can drastically improve its surface hydrophobicity and decrease its water solubility. By this way, the interfacial compatibility between CD and polypropylene (PP) is distinctly strengthened after modification that is well certified by scanning electron microscope (SEM) and molecular dynamics simulation, respectively. Surprisingly, the flame retardant properties of PP compositing with modified CD (CM) are slightly higher than that of PP/CD. Moreover, the flame retardancy of PP/CM system can be maintained after water treatment. Except that, the synergistic effect of expandable graphite (EG) on the flame retardant properties of PP/melamine phosphate (MP)/CM system were systematically investigated. It can be observed that when the content of EG is 10 wt.%, the flame retardant properties of PP system achieve 31.2 % in limiting oxygen index tests and pass UL-94 V-0 rating in vertical burning tests. And a potential condensed flame retardant mechanism was proposed in detail.     

可膨胀石墨阻燃EVA燃烧性能及热失重行为的研究

用粒径为37、48及75μm的可膨胀石墨(EG)阻燃EVA,用锥形量热仪探讨了不同粒径的EG对EVA的阻燃作用,利用热失重分析仪研究了EVA/EG体系的热稳定性。结果表明:经过锥形量热仪测试表明,EVA/EG的热释放速率曲线呈现前单峰型,体现了典型的凝聚相阻燃机理;30 g EG的加入可以明显降低热释放速率,且粒径越大,阻燃效果越好;通过TG考察EG/EVA阻燃体系的热降解行为,在空气气氛下,EG膨胀炭层负载催化EVA交联成炭;相比于75μm EG,48μmEG形成炭层紧密,成炭量超过2.2%,形成的炭层稳定,在850℃也不会分解。     

Effect of hydrotalcite on the thermal stability,mechanical properties,rheology and flame retardance of poly(vinyl chloride)

Compounds of poly(vinyl chloride) (PVC) and hydrotalcite were prepared via melt blending, and the thermal stability, mechanical properties, rheology and flame retardance were studied. Transmission electron microscopy showed that the hydrotalcite achieved an optimal dispersion in PVC compounds when surface‐treated with titanate coupling agent. The Congo Red test and thermogravimetric analysis demonstrated that the thermal stability of PVC was improved significantly only in the presence of a complex of the hydrotalcite and the organotin stabilizer. Such a significantly positive thermal stabilizing effect was attributable to the stabilizing mechanisms that the electrostatic interaction generated between the electron cloud of chlorine atoms in PVC chain and the positive lay charge of hydrotalcite, which resulted in a decrease in electronic cloud density of chlorine atoms. This weakened the activity of chloride atoms, and restricted the initiation of the dehydrochlorination. A surface treatment for the hydrotalcite with the titanate coupling agent could reduce deterioration of the mechanical and rheological properties of the PVC at low concentration of hydrotalcite. The hydrotalcite also enabled useful application of PVC as a flame retardant as well as a smoke retarder in the light of a LOI value of more than 28.7 and UL 94 V‐0 grade at a PVC/hydrotalcite weight ratio of 70/30. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry