有机硅阻燃木塑复合材料的性能研究

利用甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)及其与纳米Si O2或APP的复合阻燃剂制备了阻燃木塑复合材料,研究了阻燃剂对木塑复合材料(WPC)阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,在热降解过程中,聚硼硅氧烷显著提高了木塑复合材料的800℃残炭率,促进了残炭的形成,PB与纳米Si O2或APP复配使用可使木塑复合材料的热降解残炭进一步提高。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的热、CO2释放速率及质量损失率降低,PB与APP复配对木塑复合材料的阻燃效果最好。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的弯曲强度明显提高,对拉伸强度影响不大,但使冲击强度下降。     

新型阻燃木塑复合材料的制备及其性能研究

应用有机硅阻燃剂(FRX-210)及FRX-210与聚磷酸铵(APP)或有机磷氮阻燃剂(PNP)的复合阻燃剂制备了阻燃木塑复合材料,研究了阻燃剂对PE基木塑复合材料的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,FRX-210使木塑复合材料的极限氧指数(LOI)提高,且随FRX-210添加量的增加而增加,添加40份FRX-210,使木塑材料的LOI提高了34%。FRX-210使木塑复合材料的热、烟、CO、CO_2释放量显著降低,火灾性能指数提高,且对材料的力学性能的影响较小。FRX-210与APP及PNP对PE基木塑复合材料具有阻燃协效作用,且FRX-210与APP复配后的阻燃效果明显优于与PNP复配的效果。     

可膨胀石墨的氧化处理对复配阻燃PU涂层性能的影响

将可膨胀石墨(EG)与经过氧化处理的氧化石墨(OEG)分别与APP/氢氧化镁[APP/Mg(OH)_2]、APP/氢氧化铝[Al(OH)_3]复配,并通过浇注固化的方法制备聚氨酯阻燃涂层。通过极限氧指数、锥形量热测试对复合材料的阻燃性能进行了研究,并利用扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明,OEG复配聚氨酯阻燃涂层表现出良好的阻燃性能,与粒径相同的74μm石墨相比,其极限氧指数有所提高,并且热释放速率峰值从258 kW/m~2下降到228 kW/m~2[APP/Mg(OH)_2],从461 kW/m~2下降到441 kW/m~2[APP/Al(OH)_3],分别下降了11.6%和4.3%;在复配OEG后残炭更加完整致密,且膨胀高度增加。     

Al（OH）3和Mg（OH）2阻燃EVA性能的研究

选用形貌、粒径尺寸及分布相近的两种无机阻燃剂氢氧化铝（Al（OH）3）和氢氧化镁（Mg（OH）2），研究了二者用量对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）复合材料的力学性能和阻燃性能的影响，并比较了添加红磷的复合材料的力学性能和阻燃性能。研究表明：Al（OH）3和Mg（OH）2用量对复合材料性能影响比较相似，随着阻燃剂用量的增加，复合材料的阻燃性能提高，拉伸强度增加，但断裂伸长率下降；通过锥形量热仪数据看出：Al（OH），的点燃时间短，最大热释放速率和平均热释放速率低，火行为指数大，阻燃效果比Mg（OH）2好；红磷的加入对复合材料力学性能影响不大，而对阻燃性能影响较大。Mg（OH）2与红磷复配能提高复合材料的氧指数，但是，从水平和垂直燃烧角度考虑，Al（OH）3与红磷之间的阻燃协效效果更好。     

聚丙烯改性无卤阻燃复合材料的研究

以聚丙烯(PP)为基材,探讨了不同用量的氢氧化镁(Mg(OH)_2)、微胶囊化红磷(MRP)对PP阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明:随着Mg(OH)_2用量的增加,PP/Mg(OH)_2复合材料的阻燃性能随之升高而力学性能下降。当Mg(OH)_2与MRP复配使用时,MRP的加入可减少Mg(OH)_2的用量,PP/Mg(OH)_2/MRP(100:100:12)与PP/Mg(OH)_2(100:150)的复合材料相比可以看出,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度分别提高了23.73%、38.52%、189%,表明Mg(OH)_2和MRP在PP无卤阻燃复合材料中具有很好的协效阻燃作用。相容剂PP-g-MAH的加入可以提升PP无卤阻燃复合材料的力学性能,PP-g-MAH用量为8份时,PP无卤阻燃复合材料的冲击强度和拉伸强度分别可达4.23kJ/m~2和25.6MPa,同时拥有良好的阻燃性能和加工性能。     

聚磷酸胺/阻燃树脂协同体系制备阻燃木塑材料的性能研究

以聚磷酸胺(APP)为阻燃剂,与阻燃树脂复配,添加到PE基木塑复合材料(WPC)中,制备了阻燃木塑复合材料。用氧指数仪(OI)、锥形量热分析(CONE)研究了WPC的各项阻燃性能。结果表明:阻燃WPC的OI达到38%,比普通木塑材料提高了58.33%,成炭率高于20%,点火时间(TTI)达到30 s;通过自制的相容剂Ⅱ(EVA/VC-g-MA)可以有效提高PVC与PE的相容性,产品的力学性能与普通木塑材料相比变化不大。研究表明,WPC的阻燃性能和力学性能随APP用量、阻燃树脂配方不同而变化,但TTI和有害气体变化不大。     

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。     

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。     

软质聚氨酯泡沫的改性及阻燃抑烟性能研究

采用膨胀石墨(EG)、聚磷酸铵(APP)和Mg(OH)2对软质聚氨酯泡沫(FPUF)进行阻燃处理,并对其力学性能进行了研究。利用氧指数和锥形量热方法研究了不同阻燃剂配比对FPUF的阻燃抑烟性能的影响,通过扫描电镜研究了FPUF燃烧后残炭的微观形貌和阻燃机理。结果表明:当APP/EG/Mg(OH)2质量比为2:1:1时,阻燃效果最佳,其中APP/EG阻燃性较好,而Mg(OH)2能有效地抑制烟和CO的释放,三者复配具有很好的阻燃抑烟效果,可使FPUF的氧指数达到27.1%以上,且生烟量低。     

Mg(OH)2包覆红磷复配对阻燃聚丙烯力学性能的影响

研究Mg(OH)2和Mg(OH)2/包覆红磷复配阻燃聚丙烯材料的性能及阻燃剂的阻燃机理,对阻燃聚丙烯进行力学性能、阻燃性能的测试,并使用扫描电镜二次电子成像分析试样的拉伸断口.结果表明:Mg(OH)2/包覆红磷复配比Mg(OH)2的阻燃聚丙烯的效果好,但其力学性能下降.     

PP/无机阻燃剂复合材料的阻燃性能

分别制备了聚丙烯(PP)与氢氧化镁[Mg(OH)2]、高岭土(KL)、聚磷酸铵(APP)之间的一元配比复合材料和二元配比复合材料,并将最优的二元配比复合材料添加一定量的相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH),测定了各产物的力学性能和氧指数,遴选出其最优配比。结果表明:材料的氧指数随着阻燃剂添加量的增加有一定的提高,不同无机阻燃剂复配阻燃效果比单独使用好,同时力学性能稍有下降;添加PP-g-MAH后,冲击强度得到明显提高,但氧指数变化不大。最优配方为PP/Mg(OH)2/KL/PP-g-MAH(100/40/10/5)。     

木粉填充HDPE/PVC复合材料的热稳定性及流变行为

以聚磷酸铵(APP)和Al(OH)3为阻燃剂,通过熔融挤出制备了具有阻燃性能的高密度聚乙烯/聚氯乙烯(HDPE/PVC)基木塑复合材料,研究了PVC对木塑复合材料热稳定性及流变行为的影响。热失重分析结果表明:APP和PVC均可促进木粉成炭,同时提高了HDPE的热稳定性;流变测试结果表明:PVC与木粉的相容性较HDPE要好,并能促进木粉在体系中均匀分散,改善木塑复合材料体系的加工流动性;锥形量热测试结果表明:PVC脱氯、Al(OH)3热分解均吸收大量热量,可降低复合材料的热释放速率与热释放总量。     

卡拉胶/金属氧化物协同聚磷酸铵制备阻燃天然橡胶

将卡拉胶(KC)、聚磷酸铵(APP)分别和Fe2O3、CuO、Al2O3、MnO24种金属氧化物(MO)三者复配构成的协同阻燃剂(KC/MO/APP)加入到天然橡胶(NR)中,制备了NR/KC/MO/APP复合材料.通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)测试了其阻燃性能.结果表明,NR/KC/MO/APP复合材料的阻燃等级均达到UL-94 V-0级,LOI在26.5％～27.3％之间,具有较好的阻燃性.与NR相比,NR/KC/CuO/APP复合材料的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了63.7％和42.0％.同时KC/MO/APP还有抑烟作用,NR/KC/Fe2O3/APP复合材料总烟释放量比NR下降了35.0％,处于最低水平.TGA结果显示,NR/KC/CuO/APP复合材料800℃时的残炭量(W800)达到34.85％,比NR/APP提高了28.7％.NR/KC/MO/APP复合材料炭层更致密,表明KC/MO与APP的协同作用对形成稳定炭层起着重要作用.另外,NR/KC/MnO2/APP复合材料力学性能最优,其拉伸强度和断裂伸长率比NR/APP分别提高32.6％和20.9％,表明MnO2的加入可弥补阻燃剂对NR造成的力学性能损失.     

膨胀型阻燃剂和有机蒙脱土协同阻燃聚丙烯的研究

采用熔融插层法制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/有机蒙脱土（PP/IFR/OMMT）阻燃复合材料。探讨了OMMT对PP膨胀阻燃体系的影响,通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、力学性能测试对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性及力学性能进行了研究。结果表明,PP高分子链插层进入OMMT层间,形成了插层型复合材料。OMMT与IFR具有明显的协同阻燃性。OMMT添加量为2份时,复合材料的极限氧指数达到31 %,较单独添加IFR时高出30 %;与纯PP相比,复合材料残炭率明显提高。随着OMMT含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均呈现先上升后下降的趋势,当OMMT含量为3份、IFR含量为22份时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最大值。     

CONE法研究聚磷酸铵和硼酸对环氧树脂复合材料的阻燃作用

采用锥形量热法研究了聚磷酸铵(APP)、硼酸及由这两者组成的复配阻燃剂对环氧树脂(EP)复合材料燃烧性能的影响.结果表明:APP可使EP复合材料燃烧时的热释放量和烟释放量大大降低,到495s时累积热释放量为27.3MJ/m2,烟产生速率为2243m2/m2,与未阻燃EP复合材料相比分别下降了37%和49%,阻燃抑烟效果显著;硼酸推迟EP复合材料热解时间,延缓了烟尘和有毒气体的释放;APP与硼酸之间存在着协同阻燃作用,APP在燃烧前期催化EP成炭,硼酸降低燃烧后期的累积热释放量.     

APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用研究

研究了阻燃剂聚磷酸胺(APP)用量、木粉用量、APP与季戊网醇(PER)复配比例对PE基木塑复合材料阻燃性能的影响.用TGA和SEM分析了APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用机理.结果表明:APP对木塑复合材料的阻燃规律与其对塑料的阻燃规律有所不同,木塑复合材料中存在的大量木粉对APP的阻燃具有明显的协效作用,而PER的协效作用却小显著;随着APP用量或木粉用量的增加,木塑复合材料的极限氧指数(LOI)均显著增加.TGA和SEM分析表明,燃烧后残炭量增加与膨胀发泡是APP在木塑复合材料中具有阻燃性的主要原因.     

改性Mg(OH)_2的制备及其在PA66中的应用

采用等量比的聚乙二醇-400/十二烷基硫酸钠(PEG-400/SDS)作为复合改性剂,以硝酸镁和氢氧化钠为原料,制备了改性Mg(OH)_2。将改性Mg(OH)_2与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配应用于聚酰胺66(PA66)中,研究了复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明:复配阻燃剂提高了PA66的阻燃性能,且对PA66的力学性能影响较小。     

膨胀型阻燃剂对聚丙烯-木粉复合材料阻燃及性能的影响

主要以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、以及自制的成炭发泡剂(CFA)复配成的膨胀型阻燃剂对聚丙烯-木粉复合材料进行阻燃.并通过一系列的性能实验研究了不同的阻燃剂配方及阻燃剂含量对聚丙烯-木粉复合材料的力学性能、阻燃性能、流变行为以及热降解行为的影响.结果表明,膨胀型阻燃体系可以提高聚丙烯-木粉复合材料的LOI与成炭性,当添加量为25%时,APP与PER复配阻燃的复合材料的LOI可达27.5,800℃时残余炭含量为19.24%.而且该阻燃剂的加入对提高材料的拉伸和弯曲强度有一定作用.     

Mg（OH）2/包覆红磷对阻燃聚丙烯性能的影响

研究了Mg（OH）2和Mg（OH）／包覆红磷复配阻燃聚丙烯的性能及阻燃剂的阻燃机理,对阻燃聚丙烯进行力学性能测试、阻燃性测试．用扫描电镜二次电子成像分析试样的拉伸断口。结果表明：Mg（OH）／包覆红磷复配物比Mg（OH）2阻燃的聚丙烯的阻燃效果要好,但阻燃聚丙烯力学性能下降幅度大。     

OMMT对POE/Mg（OH）2复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备了POE/POE-g-MAH/Mg(OH)2及POE/POE-g-MAH/Mg(OH)2/OMMT复合材料,采用X射线衍射(XRD)仪和透射电镜(TEM)对OMMT在POE/POE-g-MAH/OMMT(OMMT质量分数为11%)母粒中的分散情况进行了表征,利用水平-垂直燃烧仪和锥形量热仪对两种复合材料的阻燃性能进行了测试。XRD和TEM表明,在母粒中OMMT大部分以剥离形态存在,达到了纳米分散;垂直燃烧和锥形量热仪实验表明,随着OMMT含量的增加,复合材料的热释放速率(HRR)降低(由202.9 kW/m2降低到135.4 kW/m2),表明Mg(OH)2和OMMT具有阻燃协效作用。力学性能测试表明OMMT的加入有利于复合材料力学性能的提高。