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。     

竹炭增强膨胀阻燃聚乳酸的制备及其热降解行为研究

将竹炭(BPC)与膨胀阻燃剂(IFR)复配得到协效增强膨胀阻燃体系(BPC/IFR)添加到聚乳酸(PLA)中,加工成阻燃改性PLA材料,并测试了材料的阻燃性能、热降解行为和燃烧行为。实验结果表明,PLA/10%IFR/5%BPC体系可通过UL 94V-0级测试,极限氧指数(LOI)值为31.6%。N_2气氛下,800℃时PLA/IFR/BPC体系残炭率增大了8.5%。锥形量热(CONE)实验结果表明,PLA/IFR/BPC的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)都明显降低,THR值由91.4 MJ/m~2降至60.1 MJ/m~2。     

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。     

新型含氮阻燃剂/PEPA协同阻燃PP的性能

以三聚氯氰、对羟基苯甲酸甲酯、水合肼为原料经两步反应合成了一种新型含氮阻燃剂4,4′,4″–(1,3,5–三嗪–2,4,6–三取代)三氧三苯甲酰肼(TNTN),并通过核磁共振等对其进行表征。将合成的含氮阻燃剂TNTN与1–氧–4–羟甲基–2,6,7–三氧杂–1–磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)以不同配比制备膨胀型阻燃聚丙烯(PP)材料(IFR–PP)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL–94)、热重(TG)分析、锥形量热(CCT)法以及扫描电子显微镜(SEM)对阻燃PP燃烧及热稳定性能进行表征。结果表明,IFR–PP同时具有良好的阻燃性及抗熔滴能力,当PEPA∶TNTN=2∶1时,UL–94达到V–0级,LOI值达到了33.7%,表现出良好的阻燃性能。TG测试表明:阻燃剂的加入使IFR–PP材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,当PEPA∶TNTN=5∶1时,600℃时IFR–PP材料的残炭量由空白样的0.07%提高到了20.6%。CCT测试表明:相对于纯PP,经阻燃剂改性后的PP热释放率和总热释放量均显著减少。SEM测试表明:不同配比阻燃剂的加入使PP在燃烧过程中形成膨胀、致密的炭层,很好地保护了下层材料,提高了PP材料的阻燃性能。     

硝酸镍改性氢氧化铝阻燃聚丙烯的研究

在氢氧化铝阻燃聚丙烯体系中引入过渡金属盐硝酸镍作为协效催化剂,研究了硝酸镍改性氢氧化铝阻燃体系对材料热分解行为、燃烧性能的影响。结果表明:硝酸镍协效催化剂可使材料的氧指数提高到32.5%,达到UL 94V-0级,氢氧化铝表面负载硝酸镍改性使材料的热释放速率、总热释放量明显下降,火灾危险性大幅降低。     

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。     

三嗪膨胀阻燃剂/聚苯醚阻燃聚丙烯的性能研究

以三嗪成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及二氧化硅(Si O2)复配制备成三嗪膨胀阻燃剂(IFR);将聚苯醚(PPO)以不同的比例取代IFR体系中的CFA成分,制备出新型膨胀阻燃剂,并将其添加到聚丙烯(PP)中制备阻燃PP材料。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL 94)测试研究了材料的阻燃性能,通过拉伸性能、弯曲性能和冲击性能测试研究了材料的力学性能,通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热稳定性及热降解行为。结果表明:当阻燃剂用量为20%、PPO替换CFA的量为20%时,阻燃PP材料能通过UL 94V-0级,氧指数为31.0%;当阻燃剂用量为22%、PPO替换CFA的量为30%时,阻燃PP材料依然能通过UL 94V-0级,氧指数为30.9%,随着PPO替换比例的增加,材料的阻燃性能逐渐下降。力学性能测试结果表明,与单独添加IFR相比,随着PPO替换量的增加,阻燃材料的力学性能略有下降,但下降幅度不大。TGA测试结果表明,当阻燃剂用量为20%、PPO替换20%的CFA时,对材料的热降解行为和成炭性能几乎没有影响。总之,在保证材料阻燃性能的前提下,用适量PPO替换CFA,在一定程度上降低了三嗪膨胀阻燃剂及膨胀阻燃PP材料的成本,从而提高了产品的市场竞争力。     

膨胀型阻燃剂PEPA/MPP阻燃LGFPP性能研究

将季戊四醇磷酸酯(PEPA)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成一种膨胀型阻燃剂(IFR),用于对长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)进行阻燃。采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、扫描电子显微镜观察、热重分析、力学性能测试等方法探讨了该IFR组成对LGFPP的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能的影响。结果表明,IFR的总添加量为20%,当PEPA与MPP质量比为11∶9时,复配阻燃效果最佳,阻燃LGFPP的极限氧指数值为26.1%,UL–94燃烧等级达到V–0级;生成的炭层致密、连续性好且稳定;阻燃LGFPP表现出较好的热稳定性与力学性能。     

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。     

固体超强酸改性分子筛对膨胀阻燃体聚丙烯材料的性能影响

以固体超强酸改性分子筛作为协效剂,与RTB-IFR膨胀阻燃剂(未含协效剂成分)复配,用于PP的阻燃.研究添加改性分子筛的RTB-IFR对PP的阻燃性能、力学性能及热降解行为的影响.实验表明:对4A分子筛进行改性后,添加到RTB-IFR中,材料的阻燃性能没有明显提高,对13X分子筛进行改性,添加到RTB-IFR中,材料的阻燃性能有所提高,氧指数比没改性时提高了1％左右,I.6 mm样条的垂直燃烧也由UL94V-1级提高到UL94V-0级.对H-BETA分子筛进行改性,添加到RTB-IFR中,阻燃性能也有一定提高,其中负载镍的固体酸的H-BETA分子筛,氧指数达到35.0％,垂直燃烧通过UL94V-0级.力学性能测试表明:改性分子筛对材料的力学性能影响不大.TG测试表明:加入改性分子筛的阻燃剂后,改变了RTB-IFR和PP/RTB-IFR的热降解过程,提高了高温时成炭量和炭层的热稳定性和热绝缘性,使PP/RTB-IFR的阻燃性能得到提高.     

ZnB/IFR协效阻燃长玻纤聚丙烯

通过氧指数、垂直燃烧、热失重、锥形量热和电镜扫描研究了由Zn B和IFR组成的协效阻燃体系对长玻纤增强聚丙烯的阻燃性能和机理。结果表明:Zn B与IFR对LGFPP有协同阻燃效果,当Zn B的质量分数为2%时,阻燃效果最佳,材料的热稳定好,极限氧指数可以达到23.5%,垂直燃烧等级为UL94 V-1级;650℃的残炭量达到33.71%,相对于IFR/LGFPP复合体系提高了1.85%;总热释放速率相比较IFR/LGFPP复合体系下降了17.01%;热释放速率峰值为97.26 k W/m2。相对于IFR/LGFPP复合体系的PHHR值下降了13.61%。扫描电镜表明Zn B/IFR协效阻燃的LGPP可以形成颜色深、致密连续、孔洞直径较小且数目少的炭层。     

埃洛石对聚丙烯阻燃的影响及阻燃机理

三嗪成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配为膨胀型阻燃剂(IFR),加入埃洛石纳米管(HNTs)形成膨胀型阻燃聚丙烯(PP)复合材料。结果表明:HNTs与IFR对阻燃PP有协同作用,当IFR添加量为17(质量份数,下同),HNTs分添加量为3,阻燃效果达到UL94 V-0级。分析PP/IFR/HNTs体系的阻燃机理,得出HNTs与APP有交联成炭作用,燃烧时能快速在材料表面形成炭层和熔融物,HNTs也起到骨架支撑作用,在两种相互作用下,使PP/IFR/HNTs具有优异的阻燃性能。     

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。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

焦磷酸哌嗪复配阻燃剂在PA6材料中的阻燃配方优化及性能研究

应用混料设计试验方法研究了焦磷酸哌嗪(PAPP)、蒙脱土(MMT)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)三组分复配阻燃剂在聚酰胺6(PA6)材料中的阻燃性能,通过极限氧指数、垂直燃烧级数(UL94)、微型燃烧量热仪(MCC)和热失重(TG)分析研究了不同配方对材料阻燃性能、燃烧性能的影响,优化了阻燃剂配方。结果表明:PAPP的质量分数为60.5%,MMT的质量分数为9.0%,MPP的质量分数为30.5%,该配方阻燃PA6材料的极限氧指数(体积分数)为39.5%,达到UL94 V-0(1.6 mm)级,阻燃剂在材料表面形成连续致密的炭层,700℃时残炭质量增加约10倍,有效抑制了材料的降解,显著降低燃烧过程中的热释放量。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。     

有机硅改性环糊精在膨胀阻燃聚丙烯中协同作用的研究

以1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚、β-环糊精(β-CD)为原料合成了一种新型有机硅改性环糊精(CDS)。红外光谱测试表明,环糊精接枝到硅氢加成反应制得的聚合物链端。利用热重分析、氧指数测试、垂直燃烧、扫描电镜分析等手段对比探讨聚丙烯(PP) /膨胀阻燃剂(IFR) /β-CD和PP/IFR/CDS复合材料热失重行为、阻燃性能、微观结构及力学性能。结果表明,IFR/CDS具有良好的协同阻燃作用,同时提高了材料的力学性能。当CDS含量为1.5 %（质量分数,下同）时,PP/IFR/CDS复合材料的极限氧指数为35.0 %, 垂直燃烧通过UL94 V-0测试,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别比PP/IFR/β-CD复合材料提高了8.6 %、16.8 %和70.7 %。     

PP/APP/磷系阻燃剂FR复合材料的燃烧性能研究

将新型磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)、无规聚丙烯(APP)加入聚丙烯(PP)中制备了 PP/APP/FR 复合材料,采用极限氧指数测定、垂直燃烧实验(UL94)、锥形量热分析对复合材料燃烧性能进行了研究。结果表明,APP/FR 提高了 PP 复合材料的氧指数和垂直燃烧性能级别,延长了点燃时间,降低了热释放速率和燃烧烟气中的 CO、CO_2浓度,阻燃效果显著。当15%(质量分数,下同)FR 和10%APP 复配阻燃 PP 时,复合材料的氧指数达29.6%,UL94 V-0级。     

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。     

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。