包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

超支化三嗪成炭剂阻燃聚丙烯

将自制的超支化三嗪成炭剂（CFA）与聚磷酸铵（APP）以1∶1的比例复配成膨胀型阻燃剂（IFR）,用于聚丙烯（PP）的阻燃。采用冲击实验、拉伸实验、极限氧指数仪、垂直燃烧（UL 94）和扫描电子显微镜 (SEM)等方法表征了PP阻燃复合材料的力学性能、阻燃性能,分析了断面形貌。结果表明,添加阻燃剂后,冲击强度呈先增加后降低的趋势,拉伸强度则随着阻燃剂含量的增加不断下降,但降幅不明显;含有15 % IFR的阻燃复合材料,其垂直燃烧等级即可通过UL 94 V-0级测试,显示出复合IFR具有优秀的阻燃效果。     

环保膨胀型阻燃PP母料的研制

以三聚氰胺聚磷酸(MPP)/季戊四醇(PT)为复配阻燃剂,氧化锌为催化协效剂,聚乙烯蜡为分散剂,并添加一定量载体树脂,制备了环保膨胀型阻燃聚丙烯(PP)母料,运用氧指数法、UL94垂直燃烧法、热失重分析法和扫描电子显微镜研究了阻燃PP母料的阻燃性能。结果表明:当MPP∶PT=2∶1且MPP与PT占母料总量的72%时,将该类母料添加到PP中制得的复合材料的综合性能最好;阻燃PP母料的最佳载体树脂为PP/PP-g-MAH(1/1),将25%PP/PP-g-MAH基阻燃PP母料添加到PP中,复合材料的阻燃等级可达到UL94V—0级。     

无机硅化合物与磷杂菲/硼酸酯双基分子复合阻燃环氧树脂的研究

将磷杂菲/硼酸酯双基分子复合阻燃剂(ODOPB-Borate)分别与有机改性蒙脱土(OMMT)和二氧化硅(SiO_2)复配制备了阻燃环氧树脂(EP)。并通过热失重、极限氧指数、锥形量热燃烧实验、扫描电子显微镜等研究了含硅无卤阻燃剂OMMT、SiO_2与ODOPB-Borate的协同作用对EP阻燃性能的改善。结果表明,OMMT,SiO_2分别与ODOPB-Borate复配可有效提高EP的阻燃性能,当阻燃剂的添加量为4%(质量分数,下同),且OMMT/ODOPB-Borate和SiO_2/ODOPB-Borate的质量比均为1∶7时,EP的极限氧指数分别提升到38.8%和38.5%,达到UL 94 V-0级;OMMT和SiO_2的添加降低了EP/ODOPB-Borate体系的热释放速率(HRR),提高了其阻燃体系的屏障保护作用,并优化了气相和凝聚相阻燃效应的分配,证实了OMMT和SiO_2与ODOPB-Borate之间存在协同阻燃效应。     

MRP/MH/EG协同阻燃HDPE的性能研究

以微胶囊化红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)及可膨胀石墨(EG)为阻燃剂,采用熔融挤出法制备了多组高密度聚乙烯(PE-HD)阻燃复合材料。采用氧指数测试、垂直燃烧测试、红外光谱分析、激光拉曼光谱分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及拉伸性能测试等方法对复合材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和断面的微观形貌进行了研究,并探讨了阻燃机理。结果表明,单独使用EG时阻燃效果差,但将EG与MRP、MH复配使用能有效改善材料的阻燃性能;当PE-HD/MH /MRP /EG = 100/35/15/5(质量份,下同)时,复合材料的氧指数为28.5 %,垂直燃烧达到UL 94 V-0级,而阻燃剂的加入对材料拉伸性能的影响并不是很大;SEM分析表明, EG与PE-HD基材有很好的相容性,而MRP或MH与PE-HD基材的相容性较差。     

聚磷酸酯膨胀阻燃剂复配有机蒙脱土阻燃改性环氧树脂

以间苯二胺为固化剂,聚苯氧基磷酸210氢9氧杂磷杂菲对苯二酚酯（POPP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂, 复配质量分数为1 %有机蒙脱土（OMMT）为膨胀阻燃体系,对环氧树脂（EP）进行阻燃改性。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪同步热分析仪、锥形量热等研究改性EP的阻燃性能、热性能和力学性能。结果表明,当膨胀阻燃体系（2.5 %POPP/APP+1 %OMMT）添加量为3.5 %时,改性EP可达UL 94 V-0级,同时LOI为25.2 %;当膨胀阻燃体系添加量为11 %时,改性EP的LOI值进一步升高到31.7 %;阻燃剂的加入,使EP的初始分解温度略有降低,但残炭量明显增加;POPP/APP/OMMT的加入很大程度上降低了EP的热释放速率、烟释放量和平均热释放速率。     

阻燃抗静电聚烯烃板材的制备与性能研究

在聚烯烃树脂中加入无卤阻燃剂MRP⁃1400、炭黑及聚乙烯基弹性体（POE）制得了阻燃抗静电聚烯烃材料,研究了阻燃剂、炭黑和POE含量对材料性能的影响。结果表明,MRP⁃1400的加入能提高材料的阻燃性能,其含量为20 %（质量分数,下同）时（对应磷含量为8 %）材料达到UL 94 V⁃0 级,可以通过MT 113—1995酒精喷灯测试;当导电炭黑含量为6 %时,材料满足MT 113—1995抗静电要求;POE能进一步优化材料的力学性能,POE含量为5 %时可制得综合性能较好的阻燃抗静电材料,其缺口冲击强度为35 kJ/m²,断裂伸长率为315 %;动态疲劳实验结果表明,所开发材料的耐疲劳性能优异,动态疲劳寿命大于120万次。     

分子间磷杂菲与磷腈双基协同阻燃环氧树脂研究

将六苯氧基环三磷腈(HPCP)和9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–氧化物(DOPO)复合应用于阻燃环氧树脂(EP),通过极限氧指数和垂直燃烧性能测试、热失重分析、锥形量热分析等研究了其协同阻燃EP的性能,探讨了协同阻燃机理。结果表明,当DOPO在HPCP/DOPO复合阻燃剂中所占比例达到80%时,样品的阻燃级别达到UL94 V–0级,总热释放量降低,优于两种阻燃剂单独使用条件下对EP的阻燃效果,表明磷腈和磷杂菲两种阻燃剂之间存在着协同阻燃效应。     

阻燃环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料制备及阻燃性能

研究制备了环氧树脂(EP)/有机蒙脱土(OMMT)、N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯(BHAPE)阻燃剂阻燃的EP和EP/OMMT等复合材料。XRD证明分散在复合材料中的OMMT为剥离型的,且BHAPE的加入不影响材料中OMMT剥离后的层间距。研究证明,单独使用BHAPE很难使EP通过UL 94 V-0阻燃级,仅添加OMMT的EP固化物,其氧指数和UL94阻燃性能几乎与纯EP固化物的一样。但是同时添加BHAPE和OMMT的EP固化物,当BHAPE和OMMT的添加量分别为25%和5%时,不仅BHAPE/EP/OMMT复合物的CONE阻燃参数都明显降低,而且能通过UL94V-0级。可能是BHAPE和OMMT在凝聚相同时发挥作用,即BHAPE和OMMT协同阻燃作用提高了复合材料的综合阻燃性能。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS⁃Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15 %ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15 %ACH,PLA/15 %ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5 %,且UL 94达到V⁃0级;相较于纯PLA,PLA/15 %ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5 %和22.0 %,残炭量提高了12.5 %;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。     

不同POSS对磷⁃硅协同阻燃环氧树脂性能的影响

将两种多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)分别与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)基有机磷阻燃剂(D-bp)复配,制备了磷-硅协同阻燃环氧树脂,并对其阻燃、热、力学和动态力学性能等进行分析.结果表明,在磷含量仅为0.25％(质量分数,下同)时,磷-硅协同阻燃环氧树脂就能达到UL 94 V-0级...     

新型硅硼磷阻燃剂的合成以及在防火涂料中的应用

以9,10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物（DOPO）、二甲氧基甲基乙烯基硅氧烷（DTTLL）和硼酸［B（OH）₃］合成了一种分子结构中含有硅硼磷的阻燃剂（SiBP）。分别用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和氢核磁共振光谱仪（¹H⁃NMR）表征了SiBP 的化学结构。用热失重分析仪（TG）表征了SiBP的热稳定性,在氮气氛围下SiBP的起始分解温度为110 ℃,并且在氮气气氛下800 ℃的残炭率高达40 %。以硅丙乳液为基体,通过加入多聚磷酸铵（APP）为协效阻燃剂,SiBP为主阻燃剂,双季戊四醇（Di⁃PE）,三聚氰胺（MEL）,无机填料硅微粉进行复配制备一种防火涂料。利用极限氧指数测定仪（LOI）,UL 94垂直燃烧测试、TG、大木板燃烧实验对其防火性能进行详细的表征和分析,利用扫描电子显微镜观察炭层燃烧后的微观和宏观形貌。通过压缩性能测试仪、电子万能试验机对炭层强度和涂料剥离强度进行表征。结果表明,当APP为10份（质量份,下同）、SiBP为20份、Di⁃PE为4份、MEL为8份、硅微粉为25份时,极限氧指数提高到29.2 %,UL 94达到V⁃0级,残炭率为38.5 %,剥离强度提高到0.325 kN/m,炭层压缩强度增加到1.4 MP,亲水性增加。     

阻燃EVA热熔胶的制备及其在线缆修复中的应用研究

选取二乙基次膦酸铝、焦磷酸二三聚氰胺和氢氧化铝为阻燃剂,制备了用于老化线缆快速修复的阻燃乙烯⁃醋酸乙烯酯共聚物（EVA）热熔胶,并对热熔胶材料的阻燃性能及线缆修复后的阻燃性能和绝缘性能等进行了测试和表征。结果表明,当3种阻燃剂的质量比为1：1：3,总添加量为50 %（质量分数,下同）时,阻燃热熔胶通过垂直燃烧测试UL 94 V⁃0级且测试过程中无滴落,极限氧指数为27.1 %;与纯热熔胶相比,阻燃热熔胶的热释放速率和总热释放量均大幅降低,阻燃体系发挥了很好的协同阻燃作用;修复后线缆的体积电阻率为1.15 × 10¹⁵ Ω·m,热熔胶在线缆表面具有良好的成膜性和黏附力,线缆弯折过程中热熔胶不开裂、不脱落;燃烧过程中,修复后的线缆表面形成了膨胀的炭层,能有效保护线缆。     

膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料

采用密胺包覆聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）对不饱和树脂（UP）进行改性,研究了APP、PER和MEL不同复配比例及用量对不饱和树脂基复合材料阻燃性能和力学性能的影响。基于IFR最佳用量,以二乙基次磷酸铝（ADP）为协效剂,研究了ADP用量对IFR/UP阻燃复合材料阻燃性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明,当APP∶PER∶MEL复配比例为4∶1∶1,IFR添加量为15 %（质量分数,下同）时,复合材料综合性能最佳,其极限氧指数为27.4 %,UL 94垂直燃烧达到V?1等级,弯曲强度和冲击韧性分别为100.3 MPa和6.3 kJ/m²;ADP的引入能够进一步提高IFR/UP复合材料阻燃性能,且随着ADP质量分数的增加而增强;当ADP质量分数为2 %时,IFR?ADP/UP复合材料极限氧指数为28.5 %并达到V?0阻燃等级,弯曲强度和冲击韧性分别为110 MPa和7.8 kJ/m²,与IFR/UP复合材料相比,分别提高了9.7 %和23.8 %;ADP能够促进IFR/UP复合材料表面成炭,缓解基体的热降解。     

阻燃剂在聚氨酯自结皮泡沫塑料中的应用

分别采用三（氯异丙基）磷酸酯（TCPP）、膨胀石墨（EG）和阻燃聚合物聚醚多元醇（POP）三种阻燃剂制备聚氨酯自结皮泡沫（ISF）塑料。探讨了TCPP,EG和POP对聚氨酯ISF塑料的力学性能和阻燃性能的影响。结果表明：以POP为阻燃剂制备的聚氨酯ISF塑料,力学性能较好,工艺稳定性及综合性能优于其他两种阻燃剂制备的聚氨酯ISF塑料。当POP与聚醚EP-330N的质量比为70∶30时,制品的拉伸强度为17MPa,伸长率为125%,压陷硬度为76.5 shao A,氧指数为25%。因此,POP可广泛应用于聚氨酯ISF塑料。     

次磷酸盐⁃环四硅氧烷双基化合物复配二乙基次磷酸铝对PA6的阻燃性能研究

将次磷酸盐?环四硅氧烷双基化合物（MVC?AlPi）与二乙基次磷酸铝（AlPi）复配阻燃聚酰胺6（PA6）。目的是考察外加的富磷酸铝化合物中磷酸铝基团和环四硅氧烷基团之间的配比对PA6阻燃效率的影响。结果表明, PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi具有协同屏障效应,可使复合材料的极限氧指数（LOI）值提高到31.5 %,并通过UL 94 V?0级别。相比于纯PA6,PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi的热释放速率峰值（PHRR）降幅近50 %、总热释放量（THR）也降低了15 %,PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi的残炭率虽略低于11 %MVC?AlPi,却形成了内层坚硬,外层类陶瓷化的双层炭层结构,MVC?AlPi、AlPi与PA6的相互作用可以锁定更多P、C碎片,促进由含硅富磷残渣组成的屏障保护炭层的形成。在阻燃剂添加总量不变的情况下,通过调节各组分的比例,发挥出更好的协同阻燃效果。     

膨胀石墨对乙烯基硅橡胶的阻燃作用研究

将可膨胀石墨(EG)添加到乙烯基硅橡胶中并采用过氧化物硫化制备了硅橡胶材料,对其阻燃性能和燃烧行为进行了研究.结果表明,当EG的添加量为5份时,材料在垂直燃烧测试中通过了UL 94 V-0级,且能离火自熄,极限氧指数达到了33.0％;与纯硅胶材料相比,EG的加入有效降低了材料的热释放和烟释放;材料与火焰接触区域,EG完...