磷/溴单分子阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料制备及阻燃性能

将磷/溴单分子阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)作用于硬质聚氨酯泡沫,制备出阻燃复合材料(FR/RPUF),利用极限氧指数、水平燃烧、锥形量热研究FR对硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能及火灾燃烧性能的影响。结果发现:当FR添加量为15%时,阻燃聚氨酯泡沫的LOI达到24.1%,水平燃烧达到HF-1级,热释放速率平均值、热释放速率峰值、有效燃烧热及一氧化碳平均释放量分别降低78.7%、78.4%、57.1%和32.2%,硬质聚氨酯泡沫材料火灾危险性大幅度降低。     

焦磷酸哌嗪/三聚氰胺阻燃环氧树脂的应用研究

以磷酸及哌嗪为起始原料制备了二磷酸哌嗪,然后经缩聚得到焦磷酸哌嗪(PPAP)。采用红外光谱对产物PPAP的结构进行了表征,并通过热重分析研究了PPAP的热稳定性及成炭性能。然后将PPAP与三聚氰胺按9:1的质量比复配后添加到环氧树脂(EP)中,并以间苯二胺(PDA)为固化剂制备阻燃EP复合材料,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。结果表明:产物PPAP的起始热分解温度为262℃,残炭率(800℃)为16.4%,表明PPAP具有良好的热稳定性及成炭性能。当复合阻燃剂的总添加量仅为6%时,材料即可通过UL 94V-0级垂直燃烧测试,同时其LOI达到32.1%,表明PPAP/三聚氰胺阻燃体系对EP具有良好的阻燃作用。     

膨胀型无卤阻燃环氧树脂的制备及性能

采用新型磷系阻燃剂(FR)与聚磷酸铵组成的膨胀型阻燃剂(IFR)制备了膨胀型无卤阻燃环氧树脂(EP)材料.通过氧指数、热失重和扫描电镜等研究IFR对环氧树脂的阻燃性能、热降解行为及微观结构的影响.结果表明:加入IFR使材料的阻燃性能明显提高,IFR/EP的氧指数达到37.6%.600℃时IFR/EP的残炭量较纯EP从21.24%增至43.08%.扫描电镜观察发现.经IFR阻燃的EP在燃烧时形成了由封闭孔洞构成的均匀闭孔结构炭层,表明IFR对EP材料具有良好的膨胀阻燃效果.     

氯氧镁复合物阻燃环氧树脂的研究

通过极限氧指数法、UL94垂直燃烧测试,研究了氯氧镁(MOC)与氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)、碱式碳酸镁的复合物协同阻燃环氧树脂(EP)的阻燃性能.结果表明,当MOC和ATH的质量比为1:1,总质量分数为44.4%时,环氧树脂的极限氧指数(LOI)为28.3%,达到UL94 V-0阻燃等级,为四种配方中最佳组合.该阻燃剂是通过稀释、冷却、隔离、吸附等方式协同作用而阻燃.     

磷杂菲三嗪双基化合物阻燃环氧树脂的量效关系

将三-(DOPO-羟甲基苯氧基)-三嗪(Trif-DOPO)添加到双酚A缩水甘油醚/4,4′-二氨基二苯砜环氧树脂(EP)体系中,制备了一种无卤阻燃EP,利用差示扫描量热仪、热失重分析仪、根限氧指数(LOI)测定仪、垂直燃烧测试仪、锥形量热仪及吸水性试验测试了无卤阻燃EP的热性能、阻燃性能和吸水性能,研究了Trif-DOPO对EP性能影响的量效关系。结果表明,Trif-DOPO与环氧基体共同构成一个膨胀阻燃体系。与空白试样相比,随着体系磷质量分数从1.0%增至2.0%,阻燃试样的点燃时间、总热释放量、平均有效燃烧热、玻璃化转变温度均与Trif-DOPO的用量呈负相关性;阻燃试样锥量测试残炭的膨胀倍率与Trif-DOPO的用量呈正相关性;而阻燃试样的热释放速率峰值和平均热释放速率虽明显减小,但在研究的范围内受阻燃剂含量的影响不大。此外,随着Trif-DOPO用量的增加,试样的LOI先增大后减小,当体系磷质量分数为1.2%时,试样的阻燃性能最佳,其LOI为36.0%,垂直燃烧性能达到UL 94 V–0级。Trif-DOPO的添加还能够在一定程度上降低EP的吸水率。     

无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能及热裂解分析

通过极限氧指数(LOI)和锥形量热法(Cone),考察了添加质量分数30%磷系阻燃剂1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)的PE(阻燃PE)的阻燃性能。借助裂解-气相色谱质谱(PY-GC/MS)联用技术研究了纯PE及阻燃PE的热裂解产物结构以探讨其阻燃机理。结果表明:阻燃PE的LOI达到25.8%,平均热释放速率相对纯PE降低55.4%,呈现出良好的阻燃性能;PY-GC/MS分析表明,FR的加入没有改变PE热分解反应的机理,但FR的添加对PE的热裂解及燃烧反应具有较强的抑制作用。     

新型磷系阻燃剂阻燃环氧树脂的应用研究

以新戊二醇、三氯氧磷、1,2,3-三羟基苯为原料合成新型磷系阻燃剂1,2,3－三(5,5－二甲基－1,3－二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR),将FR与环氧树脂(EP)熔融混合制备阻燃EP/FR复合材料。采用极限氧指数测试、垂直燃烧实验、热重分析、锥形量热分析、扫描电镜研究了FR对EP的阻燃性能和阻燃机理。结果表明,添加20 % FR的EP/FR复合材料的极限氧指数达到27.8 %,垂直燃烧通过UL94 V-0级,热释放速率平均值和生烟量平均值比未阻燃EP分别降低了77.0 %和82.8 %,扫描电镜分析表明, EP/FR体系燃烧后能形成连续、致密、封闭的焦化炭层。     

基于CONE试验方法的P-N阻燃环氧树脂复合材料燃烧性能研究

设计合成的新型磷氮系阻燃剂双酚A-双(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(FR)与聚磷酸铵(APP)配比为2:1时,利用锥形量热仪(CONE)测试其释热速率(HRR)、释热总量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量(TSP)及有毒气体释放量等多种燃烧性能参数;实验结果表明,当复合材料中阻燃体系配比为13.3%FR:6.7%APP时,阻燃EP与纯EP相比HRR,THR,MLR及SEA等参数下降程度最大,P-N阻燃复合材料具有优良的成碳率、良好的阻燃效果和抑烟性能。     

磷-氮阻燃固化剂的合成及对环氧树脂性能影响

以苯膦酰二氯(PPDC)和间苯二甲胺(MXDA)为原料,合成了一种磷-氮阻燃固化剂(PPMXD)。采用FTIR、1HNMR、ESI-MS、TGA和DSC对该化合物进行了表征。考察了原料物质的量比、溶剂种类及配比、反应温度、反应时间对PPMXD产率的影响。结果表明,PPMXD的最佳合成条件为:反应温度为20℃,反应时间为7 h,n(PPDC)∶n(MXDA)=1.0∶3.5,采用N,N二甲基甲酰胺(DMF)与二氯甲烷体积比为1∶17的混合液作为溶剂,m(溶剂)∶m(PPDC)=12∶1。将PPMXD应用于环氧树脂(E-51)的固化及阻燃,用TGA和SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)实验表征了试样的阻燃性能。当PPMXD添加量为40%(以E-51的质量为基准)时,样品EP2的LOI达到29.0%,可通过UL-94 V-0测试,拉伸强度和冲击强度分别达到42.89 MPa和6.45 k J/m~2。TGA结果显示,PPMXD的加入使EP2最大热失重速率由纯E-51的18.23%/min降低到12.73%/min,800℃时的残炭量由16.12%提高到18.86%。SEM结果表明,环氧树脂燃烧后残炭表面粗糙,发泡明显,PPMXD对环氧树脂表现出了良好的阻燃性能。     

大分子溴系复合阻燃剂对PS和发泡PS的阻燃改性

将大分子溴系阻燃剂(FR–122P)与溴化环氧树脂(2200HM)组成的复合阻燃剂应用于聚苯乙烯(PS)复合材料和发泡PS中,研究了复合阻燃剂的配比和含量对PS复合材料阻燃性能以及复合阻燃剂含量对发泡PS泡孔结构和阻燃性能的影响,采用热重分析、扫描电子显微镜观察、极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧(UL–94)和水平燃烧试验等手段进行了表征。结果表明,当FR–122P与2200HM质量比为4∶1、总添加量为25%时,PS复合材料的LOI可达25.8%,并可通过UL–94 V–0等级;当复合阻燃剂的添加量为40%时,可得到泡孔尺寸较小、泡孔密度较大、膨胀倍率较高的发泡PS复合材料,且其可通过泡沫水平燃烧的HF–2等级。大分子溴系阻燃剂与溴化环氧树脂的复合阻燃剂对PS和发泡PS复合材料具有较好的阻燃效果。     

阻燃LGFPP的阻燃性能研究

将有机蒙脱土(OMMT)和水滑石(LDH)分别与膨胀阻燃剂(IFR)构成阻燃体系,对长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料进行阻燃改性,通过极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)测试,对比研究了两种体系阻燃LGFPP的阻燃性能及阻燃机理。结果表明:当OMMT质量分数为2%时,复合材料的LOI达到最大值24.2%,且垂直燃烧达到了UL-94 V-0级;当LDH质量分数为1%时,LOI达到最大值23.3%,而垂直燃烧等级仍为V-1级。以炭层阻隔的IFR/OMMT体系比以稀释阻燃的IFR/LDH体系更加有效地改善LGFPP的阻燃性能。     

膨胀型阻燃剂阻燃环氧树脂的阻燃性能及影响因素

研究了季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐微胶囊化的多聚磷酸铵（KDIFR）、三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊化的多聚磷酸铵（MAPP）和多聚磷酸铵（APP） 3种膨胀型阻燃剂,及引入硼、铝元素对膨胀型阻燃环氧树脂(EP)阻燃性能的影响,采用极限氧指数法和水平燃烧法测试材料的燃烧性能。结果表明,3种阻燃剂中APP的阻燃效果最好,当APP/EP为0.3（质量比,下同）时,其极限氧指数为32.2 %,达到难燃级水平;在EP/APP中引入铝元素或硼元素可使阻燃效果提高,硼、铝共存时阻燃效果更加突出,加入APP总量0.8 %的硼酸铝可使EP/APP的自熄时间由48 s降为24 s;热分析结果表明,APP热分解吸热恰与EP的热降解产物燃烧放热相匹配,这是使EP/APP的阻燃性能提高的主要原因;在EP/APP中引入硼和铝元素可明显促进EP/APP成炭,起到协同阻燃作用。     

膨胀型阻燃体系阻燃LDPE性能的研究

比较了Ⅰ型聚磷酸铵(n>30)和Ⅱ型聚磷酸铵(n>1000)的基本性质及其阻燃低密度聚乙烯复合材料的力学性能和阻燃性能,研究表明:聚磷酸铵(APP)提高了复合材料的氧指数LOI,延缓复合材料的分解,但会造成复合材料力学性能的下降,这一点不因APP种类而改变。然而,聚磷酸铵的表面改性会改善APP在LDPE中的分散,提高二者的相容性,有利于复合材料力学性能的提高。     

含磷三嗪环低聚物阻燃PP的阻燃性研究

利用含磷三嗪环低聚物(PMPT)及其复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯(PP),探讨了PMPT和多聚磷酸胺/季戊四醇(APP/PER)/PMPT的用量对阻燃PP极限氧指数、燃烧参数的影响,并用扫描电子显微镜观察了剩余炭层的微观形貌,推测了阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明,随着阻燃剂PMPT用量的增加,阻燃PP的氧指数逐渐增大;APP,PER,PMPT三者有很好的协同阻燃作用;PMPT阻燃机理遵循凝聚相阻燃机理.     

无卤阻燃剂复配阻燃HIPS的性能研究

研究了不同配比的红磷阻燃母料(RPM)与氢氧化镁(MH)协同阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)体系的阻燃性能和机械性能。并选取最佳红磷阻燃母料与氢氧化镁的配比,再分别与其他无卤阻燃剂如酚醛树脂、氧化锌、氰尿酸三聚氰胺盐、有机纳米蒙脱土复配来共同阻燃HIPS,并分别对其体系的机械性能和阻燃性能进行了研究。结果表明,在RPM/MH质量比为1,总质量分数为30%时,与7%的酚醛树脂或有机纳米蒙脱土复配,都可以使阻燃HIPS材料达到1.6 mm UL94的V-1级。     

氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂的合成与阻燃性研究

本文对新戊二醇、溴素、三氯氧磷和环氧乙烷等为原料合成了氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂－３－溴－２,２－二甲基丙基－２－溴乙基－２－氯乙基磷酸酯（ＣＢＡＰ－９１２）,探索了温度、时间、原料配比,催化剂用量等反应条件对产率的影响。用化学方法,ＦＴＩＲ、ＴＧ等方法对该合成产物的性能和结构进行了表征。并研究了该阻燃剂在不饱和聚酯树脂和聚氯乙烯中的阻燃性,结果表明其上有良好的阻燃性能。     

丙烯酸酯聚合物阻燃剂

从有机磷系阻燃剂、有机卤系阻燃剂、无机阻燃剂、聚合物型阻燃剂等方面综述了丙烯酸酯聚合物用阻燃剂的制备方法、性质和用法。     

阻燃硅氧聚氨酯

含硅氧基团的聚氨酯是一种本质阻燃高聚物,它在受强热和暴露于火中时,表面可形成连续的、抗氧化的硅酸盐保护层而具有优良的阻燃作用。当在这类聚氨酯中引入卤素时（如合成时以合溴多元醇为扩链剂）,则阻燃效果尤佳。本文综述了硅氧聚氨酯的特性、合成路线及阻燃性能。