非APP膨胀型阻燃剂在TPV中的阻燃性能研究

以热塑性动态硫化橡胶(TPV)为基体材料,加入非聚磷酸铵(APP)膨胀型阻燃剂FR-1420制备得到了阻燃TPV材料,考察了阻燃剂用量对材料阻燃性能的影响,通过热重分析(TG)和锥形量热分析分别研究了材料的热分解行为和燃烧行为。结果表明,FR-1420能显著提高TPV材料的垂直燃烧等级,当FR-1420用量为22份时,3.2 mm样条达到UL94 V-0级,FR-1420用量增加至35份,0.8 mm样条达到UL94 V-0级;TG分析显示,加入FR-1420后,TPV材料初始分解温度提前,残炭增加,有利于前期保护性炭层的形成;锥形量热分析显示,加入35份FR-1420后,TPV材料热释放速率峰值(PHRR)由534 kW/m~2降至124 kW/m~2,TPV材料的火灾安全性能得到显著提升。     

非APP磷氮型阻燃剂在热塑性弹性体中的应用研究

以热塑性弹性体树脂(PE/POE/EVA)为基料,加入自制的非聚磷酸铵(APP)磷-氮型阻燃剂——焦磷酸哌嗪系阻燃剂(FR-1420),研究了阻燃剂对材料的阻燃性能、力学性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,阻燃剂FR-1420含量达到25%时,材料氧指数达27.4%,垂直燃烧等级可达到V-0级;相较纯树脂,阻燃材料韧性保持较好,断裂伸长率可达到550%;TG分析表明,阻燃剂FR-1420的加入可使得材料初始热分解温度提前,残炭量增加,有利于提高材料的阻燃性能。同时比较了传统的氢氧化铝阻燃PE/POE/EVA体系,当氢氧化镁添加量达到65%时,材料垂直燃烧等级才能达到V-0级,但材料的断裂伸长率降低至132.6%,已经失去弹性体材料应有的韧性。     

无卤阻燃聚丙烯材料的研制

以聚丙烯(PP)为基体材料,加入无卤膨胀型阻燃剂FR-1420制备得到了阻燃PP材料,考察了滑石粉、玻纤的加入对材料阻燃性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,阻燃剂FR-1420的加入能提高PP的阻燃性能,当阻燃剂含量达到20%时,PP材料垂直燃烧等级达到V-0级;滑石粉母粒及玻纤的加入会在一定程度上破坏阻燃剂在燃烧过程中形成的膨胀性炭层,降低材料的阻燃性能,滑石粉母粒及玻纤含量为10%时,阻燃剂含量需分别增加至25%、23%,PP材料垂直燃烧等级才能达到V-0级;TG分析显示,阻燃剂的加入使材料初始分解温度提前,残炭增加,有利于材料阻燃性能的提高。     

焦磷酸哌嗪类阻燃剂阻燃PLA性能

为研究自制的焦磷酸哌嗪类阻燃剂（FR-1420）对聚乳酸（PLA）的阻燃效果及阻燃机理,添加不同含量的FR-1420阻燃PLA,采用垂直燃烧、极限氧指数（LOI）、热重（TG）分析、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对复合材料的性能进行了系统分析。结果表明,FR-1420质量分数为15%时,可使PLA的LOI提高至31%,垂直燃烧测试后样条表面形成致密的膨胀炭层,阻燃等级达到V–0级;TG结果表明,无卤阻燃PLA与纯PLA的热分解过程相似,但残炭率大幅度提高;CCT结果表明,FR-1420可以有效地降低PLA的火灾危险性,当FR-1420质量分数达到15%时,热释放速率峰值和总热释放速率分别降低至123 kW/m²和22 MJ/m²,降低幅度分别为54%和50%,同时减缓了质量损失;残炭的SEM分析发现,FR-1420通过催化PLA形成封闭蜂窝状连续膨胀炭层,抑制可燃气体的挥发、隔绝氧气与热量的传递,从而达到优异的阻燃效果。     

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。     

焦磷酸哌嗪类阻燃剂阻燃PLA性能

为研究自制的焦磷酸哌嗪类阻燃剂（FR-1420）对聚乳酸（PLA）的阻燃效果及阻燃机理,添加不同含量的FR-1420阻燃PLA,采用垂直燃烧、极限氧指数（LOI）、热重（TG）分析、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对复合材料的性能进行了系统分析。结果表明,FR-1420质量分数为15%时,可使PLA的LOI提高至31%,垂直燃烧测试后样条表面形成致密的膨胀炭层,阻燃等级达到V–0级;TG结果表明,无卤阻燃PLA与纯PLA的热分解过程相似,但残炭率大幅度提高;CCT结果表明,FR-1420可以有效地降低PLA的火灾危险性,当FR-1420质量分数达到15%时,热释放速率峰值和总热释放速率分别降低至123 kW/m²和22 MJ/m²,降低幅度分别为54%和50%,同时减缓了质量损失;残炭的SEM分析发现,FR-1420通过催化PLA形成封闭蜂窝状连续膨胀炭层,抑制可燃气体的挥发、隔绝氧气与热量的传递,从而达到优异的阻燃效果。     

几种无卤膨胀型阻燃剂对聚丙烯性能的影响

聚丙烯(PP)为基体树脂,分别加入无卤膨胀型阻燃剂FR-1420、FP2200和HS20制备了阻燃PP复合材料,考察了三种阻燃剂及其含量对材料的阻燃性能、力学性能、熔体质量流动速率及加工性的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,三种阻燃剂均能提高PP的阻燃性能,当阻燃剂质量分数达到20%时,阻燃PP复合材料垂直燃烧等级均可达到V-0级;随阻燃剂含量的增加,阻燃PP复合材料的阻燃性不断提高,拉伸强度、冲击强度、熔体质量流动速率下降;阻燃剂对阻燃PP复合材料的力学性能、熔体流动速率及加工性有较大影响,阻燃剂FR-1420和FP2200效果较好,且其加工温度可达250℃,阻燃剂HS20效果较差,其加工温度仅为200℃;TG分析表明,加入阻燃剂使阻燃PP复合材料初始分解温度提前,残炭率增加,有利于提高PP材料的阻燃性能。     

次磷酸铝/环氧硅树脂阻燃PA6的性能研究

将次磷酸铝(AHP)和环氧硅树脂(ESR)复配后添加到聚酰胺6(PA6)中制备了阻燃PA6材料。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL 94)测试研究了该阻燃PA6材料的阻燃性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了阻燃PA6的残炭形貌,同时还通过拉伸、弯曲和冲击强度测试考察了阻燃PA6的力学性能。结果表明:当AHP用量为24%时,阻燃PA6材料通过了UL 94V-0测试,其LOI值达到25.6%;而以质量比为95:5的复配阻燃剂AHP/ESR对PA6进行阻燃,且阻燃剂用量仅为18%时,阻燃PA6材料通过UL 94V-0测试,其LOI值达到25.8%,这说明AHP与ESR对PA6具有良好的协效阻燃作用。与PA6/AHP复合材料相比,PA6/AHP/ESR复合材料的力学性能有所改善,这说明ESR的加入可提高材料的力学性能。此外,SEM测试结果显示,ESR的加入有助于阻燃PA6材料形成均一、致密的炭层,对下层的材料起到了很好的保护作用,从而提高了材料的阻燃性能。     

IFR/SiO2和IFR/MgSiO3协效阻燃TPU材料的性能比较

以三嗪成炭发泡剂（CFA）及聚磷酸铵（APP）复配成膨胀阻燃剂(IFR),以二氧化硅(SiO2)及硅酸镁(MgSiO3)为协效剂制备阻燃TPU材料,对比研究了2种热塑性聚氨酯弹性体（TPU）材料的阻燃性能、力学性能、热降解行为、炭层的表面形貌及表面元素组成。结果表明,当IFR总添加量为30 %（质量分数,下同）,SiO2占IFR的5 %时,1.6 mm样条在燃烧时产生大量熔滴,材料通过UL 94 V-2级,极限氧指数（LOI）为39.5 %,而当阻燃剂总添加量为26 %,MgSiO3占IFR的5 %时,1.6 mm样条在燃烧时无滴落,材料通过UL 94 V-0级,LOI为35.7 %,表明MgSiO3在该阻燃体系中具有很好的抑制熔滴的作用;与添加SiO2相比,MgSiO3的加入对材料拉伸性能的影响更小;MgSiO3的加入使得炭层中磷元素含量明显增加;MgSiO3的加入使得阻燃TPU材料在燃烧时产生了更加连续、致密且具有良好强度的炭层,对内部材料起到了更好的保护作用,从而提高了材料的阻燃性能。     

膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究

为了解决线型低密度聚乙烯(LLDPE)易燃烧的问题,利用聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭剂(CFA)复配成膨胀阻燃剂,乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(EAEM)作为弹性体加入到线型低密度聚乙烯(LLDPE)中,制备成膨胀阻燃聚乙烯材料。研究发现当膨胀阻燃剂添加量达到28%时阻燃效果最好,膨胀阻燃聚乙烯的氧指数达到31.0%,并能通过UL 94V-0级。通过对材料极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)、热失重分析(TG)、锥形量热仪(CONE)、力学性能、扫描电镜(SEM)等分析手段对膨胀阻燃线型低密度聚乙烯的阻燃机理进行了分析。     

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。     

一种复合阻燃剂对环氧树脂性能影响的研究

利用聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺作为阻燃剂加入环氧树脂中制备出阻燃环氧树脂。通过氧指数仪(LOI)、垂直燃烧仪(UL-94)、热失重分析仪(TGA)研究了阻燃环氧树脂的阻燃性能和热降解行为,以扫描电子显微镜(SEM)研究了阻燃环氧树脂燃烧后炭层的表面形态,用万能拉力机研究了阻燃环氧树脂的力学性能,用差示扫描量热仪(DSC)研究了材料的固化反应动力学。研究结果表明:当加入聚磷酸铵与三聚氰胺复配的阻燃剂质量分数达到25%时,阻燃效果最好。阻燃环氧树脂的极限氧指数达到27.6%,垂直燃烧效果达到V0级,热失重结果表明600℃时残炭量达到29.2%。     

氧化亚镍在RTB-IFR膨胀阻燃体系中的协效作用

将氧化亚镍(NiO)与膨胀阻燃剂(RTB-IFR,未添加协效剂成分)复配,应用在聚丙烯(PP)复合材料中以研究NiO的阻燃协效作用。探讨了NiO对膨胀阻燃PP复合材料的阻燃性能、力学性能及热降解行为的影响。结果表明,在PP中单独添加20%RTB-IFR阻燃剂,PP复合材料具有较好的阻燃性能,氧指数为31.8%,3.2 mm样条能通过UL94 V-0级。当RTB-IFR阻燃剂中加入5%NiO时,PP复合材料的阻燃性能明显得到提高,氧指数达到33.6%,1.6 mm样条即能通过UL94 V-0级。同时,NiO对PP复合材料的力学性能影响较小。NiO的引入改变了RTB-IFR及RTB-IFR/PP体系的热降解过程,降低了PP复合材料的热分解速率,提高了复合材料高温时的残炭量和热稳定性。     

含季戊四醇基烷基次膦酸盐与MCA复配膨胀阻燃热塑性聚酯弹性体

以季戊四醇、甲基环膦酸酐、硫酸铝为原料合成了集酸源、炭源于一体的烷基次膦酸盐成炭剂(APCP),并以三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)为气源,热塑性聚酯弹性体(TPEE)为基体材料,制备了不同添加量的阻燃TPEE复合材料;通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)和热释放速率(MCC)实验表征了复合材料的阻燃性能,热重分析和扫描电镜(SEM)研究了复合材料的热性能和残炭形貌,热重-红外联用(TG-FTIR)探究了复合材料的阻燃机理。研究表明,APCP与MCA复配能够实现膨胀阻燃,随着阻燃剂的加入,复合材料在700℃时的残炭量明显增加,SEM观察形成了多孔的膨胀炭层;当总添加量为25%,其中APCP与MCA的质量比为5.5∶1时,复合材料具有最佳的阻燃性能,LOI为27.8%,垂直燃烧通过UL94 V-0级。     

3-苯磺酰基苯磺酸钾与三苯基氧化膦复配阻燃聚碳酸酯的研究

分别以3-苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)和磷酸三苯酯(TPP)复配体系为阻燃剂,制备了聚碳酸酯(PC)复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热失重分析(TGA)实验研究了两种阻燃剂对PC阻燃性能和热稳定性的影响。结果表明,PC/0.1%KSS复合材料的LOI值由PC的25.2%提高到36.1%,UL 94达到V-0级,初始分解温度由406.5℃提高到460.7℃,900℃残炭率由14.7%增加到19.6%;相比PC/0.1%KSS复合材料,PC/0.1%KSS/1%TPP复合材料的LOI降到30.7%,UL94降到V-2级,初始分解温度降到294.7℃,残炭率降到15.4%,由此可知,TPP和KSS具有对抗作用,不适合复配阻燃改性PC。     

磷系阻燃剂对PC/ABS共混物燃烧性能的影响

通过磷系阻燃剂(FR)阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物,制备阻燃材料,研究磷系阻燃剂对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为和热稳定性的影响。通过UL94垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、马弗炉测试等表征方法,对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为进了系统的研究。结果表明,磷系阻燃添加量为15%时,PC/ABS阻燃复合材料能够达到UL94 V-2级,LOI的值为29.3%,高温时的残炭量由11.2%提高到20.8%。其中FR阻燃剂在高温下可以产生磷酸酯类黏稠难燃物质,能够有效地起到凝聚相阻燃作用,提高了PC/ABS共混物材料的阻燃性能,表现出良好的阻燃效果。     

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。     

磷-氮-锡膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯的性能研究

在三嗪成炭剂和聚磷酸铵复配基础上,添加少量羟基锡酸锌(ZHS)作为协效剂,复配成磷-氮-锡(P-N-Sn)膨胀阻燃剂,通过热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94测试、锥形量热仪以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同质量分数的P-N-Sn体系对PP复合材料阻燃抑烟性能及炭层结构的影响。实验结果表明,三嗪成炭剂-聚磷酸铵(TCA-APP)质量分数为26%时,阻燃PP复合材料在800℃时的残炭率提高了8.54%,最大热失重速率(MMLR)降低了44%,LOI由纯PP的18.8%提升至27.2%,UL94垂直燃烧等级达到V-0级,峰值热释放速率(pHRR)由599.79 kW/m²降至277.40 kW/m²,热释放总量(THR)由141.23 MJ/m²降至133.68 MJ/m²;ZHS的加入提升了P-N-Sn体系的阻燃和抑烟性能,添加0.5%的ZHS,残炭率提升至13.15%,SEM显示材料表面形成了致密的炭层,LOI达到32%,同时抑烟性能也得到了体现,热释放速率和总热释放量进一步降低...     

无卤阻燃PP/APP/PTP/PER阻燃性能和热性能

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧试验和热失重(TG)等手段分析了含磷三嚷环聚合物(PTP)对阻燃聚丙烯的阻燃性能及热性能的影响.结果表明,PTP有助于聚丙烯阻燃性能的提高;当添加29%(质量分数)多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/PTP阻燃剂时,阻燃聚丙烯LOI达到28.4%,UL-94阻燃级别达到V-0级,700℃时在氮气和空气中阻燃聚丙烯残炭率分别为25.5%和20.3%.     

环氧树脂/甲基环己基次膦酸铝阻燃复合材料性能研究

以甲基环己基次膦酸铝(AMHP)作为环氧树脂(EP)的阻燃剂,着重研究了AMHP对EP/ AMHP阻燃复合材料的阻燃性能、力学性能及热稳定性能的影响。结果表明,添加15 %(质量分数,下同) 的AMHP就可以使阻燃复合材料的极限氧指数达到28.6 %,UL 94测试达到V-0级标准,700 ℃时的残炭率为16.34 %,玻璃化转变温度（Tg）明显提高;随着AMHP的加入,阻燃复合材料的冲击强度降低,弯曲强度和弯曲模量略有下降。