尼龙11对膨胀型阻燃高密度聚乙烯性能的影响

以氮磷复合型阻燃剂三聚氰胺磷酸盐(MP)以及小分子成炭剂季戊四醇(PER)和大分子成炭剂尼龙11组成的膨胀型阻燃剂体系阻燃高密度聚乙烯(HDPE).通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TG)和力学性能测试研究了阻燃HDPE性能.研究表明少量尼龙11(PA6)成炭剂具有显著的协效阻燃效果,可使材料阻燃性能提高,达到UL-94 V-0级别.     

高磷含量聚酯多元醇的制备及其在阻燃PA6中的应用

以苯基膦酰二氯(BPOD)和双羟甲基甲基氧化磷(BMPO)为原料,制备了一种高含磷聚磷酸酯多元醇阻燃剂(PHPOP),并通过红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)表征了产物的结构及热稳定性。采用熔融共混法制备了PHPOP阻燃的聚酰胺6(PA6)材料,通过极限氧指数(LOI)法和垂直燃烧法测试了材料的阻燃性能,并采用热重分析仪考察了阻燃PA6的热分解过程及其成炭性能,随后采用扫描电镜(SEM)对其炭层形貌进行了观察。结果表明:阻燃剂PHPOP对PA6具有良好的阻燃效果。当20%阻燃剂的加入即可使PA6的LOI由21.2%提高至27.5%,并通过UL 94V-0级测试。热降解及炭层形貌分析结果表明,PHPOP的添加对PA6在降解过程中的成炭具有良好的促进作用,使炭层致密性提高,阻碍了热和可燃气体的传递,从而提高了PA6材料的阻燃性能。     

成炭剂和分子筛协同MPP对PA6的阻燃性研究

将聚磷酸三聚氰胺(MPP)作为阻燃剂阻燃PA6,研究了高效成炭(剂CFA)和4A分子筛对MPP阻燃PA6性能的影响,并通过热失重分(析TGA)对材料进行了表征。结果表明:CFA和4A分子筛对MPP具有协效阻燃作用,加速了PA6阻燃时的成炭化学反应,改善了炭层结构。当阻燃体系中添加26%的MPP、4%的CFA和2%的4A分子筛时P,A6的氧指数可达到35%,垂直燃烧通过UL94 V—1级。     

不同成炭剂对阻燃复合材料的性能影响研究

用21%(质量分数,下同)聚磷酸铵(APP)、4%三聚氰胺(MEL)、5%成炭剂和高密度聚乙烯(HDPE)制备膨胀型阻燃复合材料。研究了不同成炭剂对阻燃复合材料力学性能、燃烧性能、热稳定性能及成炭炭层影响。研究发现乙二醇成炭剂不仅提高阻燃剂的阻燃效率并且提高了复合材料的冲击性能。     

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。     

新型含磷阻燃剂的合成及其阻燃环氧树脂的性能

以苯基磷酰二氯、对羟基苯甲醛、对氨基苯酚及DOPO为原料成功合成了一种新型含磷阻燃剂二[4-(对羟基苯胺-磷杂菲-亚甲基)苯氧基]苯基氧化膦(DOPO-PPO),通过傅里叶红外光谱(FTIR)测试对其结构进行了表征。通过热重分析测试(TGA)研究了产物的热稳定性、热降解行为及成炭性能,结果表明:合成产物的起始热分解温度为280℃,在700℃时的残炭量为36.0%,表明该阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性能。将合成的阻燃剂添加到环氧树脂中,以二氨基二苯硫砜(DDS)为固化剂制备阻燃环氧树脂固化物,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TGA测试研究了材料的热稳定性及成炭性能,通过耐水测试研究了材料的耐水性能,通过扫描电镜(SEM)研究了炭层的形貌。测试结果表明:当阻燃剂的添加量为14%时,此时材料中含磷质量分数仅为1.1%,材料通过了垂直燃烧测试的UL-94 V-0级,氧指数达到了33.5%,表现出良好的阻燃效率。热重分析测试结果表明:阻燃剂的加入促使材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,在700℃时材料的残炭量由14.1%提高到了27.8%。耐水测试表明:阻燃剂的加入降低了材料的吸水率,耐水测试后材料依然保持良好的阻燃性能。SEM测试表明:阻燃剂的加入使材料在燃烧过程中形成了更加均一、致密的炭层,很好地保护了下层材料,从而提高了环氧树脂材料的阻燃性能。     

不同粒径成炭剂阻燃聚丙烯体系的性能研究

以自制的三嗪系成炭发泡剂(CFA)为原料,采用球磨机对CFA进行研磨处理,制得不同粒径的CFA。成炭剂与其他阻燃剂复配加入到聚丙烯(PP)中制备阻燃PP材料,通过氧指数和垂直燃烧测定了材料的阻燃性能,同时还研究了材料的力学性能。结果表明:当CFA的粒径为10μm时,阻燃PP材料显示出最好的阻燃性能;随着CFA粒径的减小,材料的力学性能逐渐提高。同时利用扫描电镜测得了炭层的表面形貌,并对阻燃机理进行了研究。     

新型含磷阻燃环氧树脂的性能研究

本文将前期实验合成的阻燃剂三[4-(次甲基-羟基-磷杂菲)苯氧基]氧化磷(DOPO-TPPO)添加到环氧树脂中,以二氨基二苯硫砜(DDS)为固化剂制备阻燃环氧树脂固化物,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TGA测试研究了材料的热稳定性及成炭性能,通过耐水测试研究了材料的耐水性能,通过扫描电镜(SEM)研究了炭层的形貌。测试结果表明:当阻燃剂的添加量为14wt%时,此时材料中的磷含量仅为1.1wt%,材料通过了垂直燃烧测试的UL-94 V-0级,氧指数达到了33.5%,表现了很好的阻燃效率。热重分析测试结果表明,阻燃剂的加入促使材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,在700℃时材料的残炭量由14.1%提高到了27.8%。耐水测试表明,阻燃剂的加入降低了材料的吸水率,耐水测试后材料依然保持了很好的阻燃性能。SEM测试表明,阻燃剂的加入使得材料在燃烧过程中形成了更加均一、致密的炭层,很好的保护了下层材料,从而提高了环氧树脂材料的阻燃性能。     

钠基蒙脱土协效阻燃、抑烟环氧树脂

以焦磷酸哌嗪(PPAP)为阻燃剂、钠基蒙脱土(MMT)为协效剂，制备了阻燃环氧树脂(EP)材料，并对材料的阻燃、热降解及成炭性能进行了分析。当单独添加6%PPAP时，材料在垂直燃烧测试时达到了UL 94 V-0级。以MMT为协效剂，当PPAP与MMT的质量比为96:4时，材料的协同阻燃作用达到最佳，当阻燃剂总添加量为5%时，材料达到了UL 94 V-0级，极限氧指数为28.5%。锥形量热测试表明，与EP/PPAP体系相比，MMT的加入显著降低了材料的热量并且减少了烟气的释放，总烟释放降低了13.6%,同时促进了材料成炭，残炭量提高了55.7%。炭层的强度得到了提高，更多的可燃物滞留在凝聚相中，提高了材料的阻燃效率及火安全性能。     

阻燃材料中成炭剂的研究进展

介绍了膨胀型阻燃剂(IFR)的组成及阻燃机理,综述了用于膨胀体系的成炭剂的研究进展,包括传统成炭剂、新型三嗪成炭剂等在聚合物膨胀阻燃中达到的阻燃效果,指出了三嗪成炭剂存在的缺点,并对三嗪成炭剂未来的发展趋势进行展望。     

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.     

次磷酸铝/磷腈衍生物协效阻燃PBT的性能研究

将次磷酸铝(AHP)与六对醛基苯氧基环三磷腈(HAPCP)复配后添加到聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中制备阻燃PBT材料,通过氧指数和垂直燃烧(UL 94)测试研究了材料的阻燃性能,通过热重分析(TGA)技术研究了材料的热稳定性及成炭性能,同时还研究了AHP与HAPCP的质量比对PBT材料阻燃性能的影响。结果表明:AHP用量为18%时,PBT可通过UL 94V-0测试,氧指数为23.8%;而AHP与HAPCP以15:1复配后用于PBT的阻燃,当复合阻燃剂用量为16%时,PBT材料就能通过UL 94V-0测试,氧指数达到了25.3%,表明HAPCP与AHP对PBT具有很好的协效阻燃作用。阻燃剂AHP和HAPCP的加入使PBT材料的起始热分解温度由336℃降至324℃,但材料在700℃的残炭率由0.7%提高到15.9%,表明阻燃剂的加入促进了材料提前降解成炭,形成的炭层能有效阻止氧气和热量进入材料内部,抑制可燃气体的逸出,阻止了基体材料的进一步降解和燃烧,从而提高了材料的阻燃性能。     

哌嗪基和乙二胺基三嗪成炭剂合成及性能比较

通过合成产率及阻燃性能测试对哌嗪基和乙二胺基三嗪成炭剂的合成及性能进行了比较研究。结果表明:和哌嗪基成炭剂相比,乙二胺基成炭剂的水溶性较大,氯质量分数较高,产率较低;哌嗪基成炭剂的热稳定性和阻燃效果好于乙二胺基成炭剂的。当哌嗪基成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配的膨胀型阻燃剂质量分数为28%时,聚丙烯(PP)的阻燃级别可通过V-0级;而乙二胺基成炭剂与APP复配的膨胀型阻燃剂质量分数为28%时,阻燃PP燃烧过程中有滴落,其阻燃级别仅达到V-1级。     

三嗪膨胀阻燃硬质发泡聚氨酯材料的制备及性能研究

将自行研究生产的三嗪膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚氨酯中制备阻燃硬质发泡聚氨酯(RPUF)材料,通过极限氧指数(LOI)研究了材料的阻燃性能,通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热稳定性和成炭性能,通过扫描电镜(SEM)的测试了材料的泡孔结构及燃烧后炭层的表面形貌,同时还研究了阻燃剂添加量对材料的阻燃性能及压缩强度的影响。结果表明:纯RPUF材料的氧指数仅为18.7%,在空气中极易燃烧。当阻燃剂的添加量为25%时,材料的氧指数值提高到了26.1%,同时IFR的加入使得RPUF材料的压缩强度显著提升。TGA结果表明:阻燃剂的添加使得材料的起始热分解温度有所降低,但材料的残炭量得到了很大程度的提高。SEM结果表明:阻燃剂的加入对RPUF材料的泡孔结构影响不大,同时使材料燃烧后的炭层更加的致密和均匀,从而提高了材料的阻燃性能。     

焦磷酸哌嗪及其复配阻燃剂对共聚聚丙烯阻燃性能的研究

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热失重分析(TG)和微型燃烧量热仪(MCC)研究焦磷酸哌嗪(PAPP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)和氧化锌(ZnO)复配阻燃剂对嵌段共聚聚丙烯阻燃性能、成炭性能和燃烧性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察材料燃烧后形成炭层的表观形貌。结果表明,PAPP具有较好的成炭性,PAPP与MPP按质量比为2∶1复配,加入少量ZnO作协效剂,复配阻燃剂添加量在30%,阻燃复合材料的LOI提高至42. 4%,通过UL94 V-0级(1. 6 mm)。阻燃剂的加入,在材料表面形成连续致密的炭层,提高材料在高温时的热稳定性,600℃的残炭率增加近五倍,抑制材料的降解,显著降低燃烧过程中释放的热量,减少火灾危险性。     

次磷酸铝/聚磷酸铵阻燃聚氨酯泡沫塑料的性能研究

以次磷酸铝(ALHP)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,采用一步发泡法制备了阻燃聚氨酯泡沫塑料(PUF)。研究了ALHP和APP单独及复配使用对PUF极限氧指数(LOI)的影响,以及ALHP/APP复配阻燃剂对PUF热稳定性能、拉伸强度、成炭性能和残炭形貌的影响。结果表明:当阻燃剂总添加量为25%,ALHP和APP的质量比为5:1时,LOI达到了28%。拉伸测试结果表明:ALHP/APP的加入显著地提高了PUF的拉伸强度。TGA分析结果表明:阻燃剂ALHP/APP的加入使PUF提前脱水成炭,增加了PUF在高温下的热稳定性能与成炭性能。SEM观察结果表明:ALHP/APP的加入使得PUF表面形成了致密的膨胀炭层,有效地发挥了隔热、隔氧的作用,从而提升了PUF的阻燃性能。     

单分子膨胀型阻燃剂季戊四醇酯三聚氰胺磷酸盐阻燃高密度聚乙烯

采用自行合成的单分子膨胀阻燃剂季戊四醇酯三聚氰胺磷酸盐(MPPL)以及混合型膨胀阻燃剂三聚氰胺磷酸盐(MP)/李戊四醇(PEL)阻燃高密度聚乙烯,比较了2种阻燃材料的各项性能指标,研究表明:单分子膨胀阻燃材料体系具有更优异的阻燃性能、机械力学性能以及耐水性.通过热失重测试和炭层形貌表征分析研究了2种体系阻燃性能显著差异的原因.     

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。     

高填充无机填料对三嗪系膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

以三嗪成炭发泡剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀阻燃剂(IFR),以蒙脱土、滑石粉、硫酸钡为无机填料,制备了膨胀阻燃聚丙烯材料。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,通过拉伸、弯曲和冲击强度的测试研究了材料的力学性能;对比研究了无机填料的种类及含量对材料性能的影响。通过热重分析(TGA)研究了材料的热降解行为。结果表明:当固定膨胀阻燃剂用量为22%时,加入10%的硫酸钡使得材料的阻燃性能大幅度下降,不能通过UL 94测试。而添加了10%的蒙脱土的阻燃材料则能达到UL 94V-0级,氧指数为31.3%。从热重分析结果可以看出,蒙脱土的加入促进了材料的成炭,同时提高了材料在高温时的热稳定性。力学性能测试表明:无机填料的加入,提高了材料的弯曲强度,但材料的拉伸和冲击强度有所下降。     

成炭剂及其膨胀阻燃体系的研究进展

介绍了近几年成炭剂及其膨胀阻燃体系的研究进展。分别介绍了传统型成炭剂(季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、山梨醇)和新型成炭剂(三嗪类、聚酰胺、酚醛树脂、超支化成炭剂)在聚合物膨胀阻燃中的作用。并指出了现存成炭剂的缺陷,对未来开发出性能优良的成炭剂进行了展望。