低聚物型溴／氮阻燃剂在环氧树脂中的应用

以α，α’，2，3，5，6-六溴对二甲苯与乙二胺的线形低聚物（BNFR）为阻燃剂，采用热分析、红外光谱、有限氧指数和UL94V燃烧实验分析了BNFR对环氧树脂热性能和阻燃性能的影响。结果表明：BNFR能够参与树脂的固化反应，通过化学键成为树脂立体固化网络的组成部分。加入BNFR后，体系热降解5％和10％时的热降解温度均升高了15℃。在常规环氧树脂中添加6％BNFR（间苯二胺为固化剂）或者11％BNFR（邻苯二甲酸酐或JAq改性胺为固化剂）即能赋予基材UL94V-0的阻燃级别，有限氧指数大于26。使阻燃体系交联密度增加的固化剂及固化条件能进一步提升该体系的阻燃性能和热性能。阻燃体系中，n（Br）：n（Sb）最佳配比为3：1。     

纳米Al_2O_3对含磷环氧树脂体系的性能影响

研究了以纳米Al_2O_3作为协同阻燃剂,对EP/DOPO和EP/HPCTP树脂固化物阻燃性能的影响。通过热重分析测试(TGA)、动态热机械分析测试(DMA)、氧指数测定(LOI)及垂直燃烧测试(UL-94)重点探讨了树脂固化物的耐热及阻燃性能。测试结果表明,含磷阻燃剂有助于提高环氧树脂固化物的阻燃性能,但会降低其玻璃化转变温度(Tg)。随着纳米Al_2O_3的加入,残炭率(800℃)、极限氧指数(LOI)得到进一步的提高,并且能够在一定程度上提升树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)和初始热裂解温度(T5%)。     

聚磷酸铵对阻燃环氧树脂(E44)的阻燃机理研究

将聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,加入到环氧树脂E44(EP)中,固化剂选用聚酰胺200#,制备出的阻燃环氧固化物具有一定的阻燃性能,研究结果表明聚磷酸铵(APP)与环氧树脂E44具有很好的相容性,阻燃效果较好。当加入聚磷酸铵达到20份的时候,阻燃环氧树脂的极限氧指数达到33.4%。并通过对制备的阻燃环氧树脂进行极限氧指数(LOI)、热失重分析(TGA)、动态热机械分析仪(DMA)、扫描电镜(SEM)等方面的分析,对环氧树脂固化物的阻燃机理进行了深入的研究。     

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%。     

新型含磷阻燃剂的制备及在环氧树脂体系中的应用

本文以三氯氧磷、对羟基苯甲醛及DOPO为原料成功合成了一种新型含磷阻燃剂DOPO-TPPO,采用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,表明该阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性能。将阻燃剂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)测试研究了环氧树脂固化物的阻燃性能。结果表明:合成产物的起始热分解温度为195℃,在700℃时的残炭量为29%,当阻燃剂添加量(质量分数)为11.0%时,环氧树脂固化物能通过垂直燃烧UL-94 V-0级,氧指数高达32.0%,表明该物质对环氧树脂材料具有优异的阻燃性能。     

磷-氮改性酚醛树脂的制备及其固化环氧树脂阻燃性能的研究

制备的双氰胺酚醛树脂(DICY-NR)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)发生加成反应制备磷-氮改性酚醛树脂(DOPO-DICY-NR),将制备的DOPO-DICY-NR用于固化邻甲酚醛环氧树脂(CNE),并研究固化树脂体系的阻燃性能与机理。通过超高效聚合物色谱(APC)对DOPO-DICY-NR反应过程进行表征,采用热重分析(TGA)研究固化树脂体系的热分解行为,利用锥形量热仪(CONE)、UL-94阻燃性能以及极限氧指数(LOI)测试固化树脂体系的阻燃性能,通过扫描电镜(SEM)观察固化树脂体系的残炭微观形貌。实验结果表明:固化树脂体系中的磷与氮能够产生协效阻燃作用,从而大大提高固化树脂体系的阻燃性能,并降低热释放速率,且随着磷、氮元素含量的增加,固化后树脂体系的阻燃性能愈加优良,当固化树脂体系的磷和氮含量分别达到1.5%(wt)和2.8%(wt)时,固化树脂体系的阻燃性能可以通过UL-94 V-0阻燃等级,LOI达到29%。     

环氧多聚磷酸铵的合成及其对环氧树脂固化物性能的影响

将环氧树脂和多聚磷酸直接反应后用氨水中和,制得了含磷18.5%且与环氧树脂相容性较好的新型环氧多聚磷酸铵(EPPA)阻燃剂。用极限氧指数、冲击强度、硬度、热失重等测试方法研究了EPPA对环氧树脂二乙烯三胺固化物阻燃性以及其它各种性能的影响。实验结果表明该阻燃剂对环氧树脂固化物有较好的阻燃作用,适量添加EPPA可大幅提高固化物的韧性,并且对固化物的硬度以及热稳定性影响不大。     

OP/DMP-30阻燃/固化环氧树脂

以2-甲基-2,5-二氧-1,2-氧磷杂环戊烷(OP)为固化/阻燃剂,研究了不同比例DMP-30的加入对OP/环氧树脂固化/阻燃体系的影响。结果表明:DMP-30的加入对OP/环氧树脂体系没有明显固化促进作用,但是DMP-30会与OP发生反应,产生协效作用,加快固化反应速率;且环氧树脂/OP/DMP-30固化体系的阻燃性能和热稳定性(极限氧指数33.6%)均优于OP/环氧树脂固化体系(极限氧指数29.6%)。     

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。     

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.     

环氧树脂/三羟甲基三聚氰胺硅化物固化体系阻燃性能与耐热性研究

利用三聚氰胺和甲醛合成了三羟甲基三聚氰胺（TMM）,将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应得到三羟甲基化三聚氰胺硅化物（TMMSi）。将TMMSi与环氧树脂复合,采用4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)作固化剂来制备环氧树脂/TMMSi固化物,并对固化物的热性能和阻燃性能进行了分析。结果表明,与环氧树脂/TMM固化物相比,环氧树脂/TMMSi固化物的玻璃化转变温度变化较小,高温耐热性提高不明显,但是阻燃性能得到了大幅度提高。当TMMSi含量为15份时,环氧树脂/TMMSi固化物的极限氧指数达到29.6 %,比纯环氧树脂固化物提高了40 %。     

无卤膨胀复合阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的研究

分别采用三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、微胶囊红磷(MCP)以及氢氧化镁[Mg(OH)2]等与膨胀型阻燃剂PNP进行复配,研究了不同阻燃剂及其配比对低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(PE-LD/EVA)共混物的阻燃和力学性能的影响。结果表明,在PE-LD/EVA为70/30的基体树脂中,当复合阻燃剂的含量为35%时,PNP/MCA的最佳配比为3/2,阻燃材料的极限氧指数为30.8%;PNP/MCA/MCP的最佳比例为24/16/4,阻燃材料极限氧指数为32.3%;PNP/MCA/MCP/Mg(OH)2的最佳比例为24/16/4/22,阻燃材料的极限氧指数为30.9%,垂直燃烧达到UL 94V-0级,拉伸强度为11.1MPa,断裂伸长率为80.6%。     

Flame retardant epoxy polymers using phosphorus‐containing polyalkylene amines as curing agents

Two series of novel phosphorus‐containing poly(alkylene) amines with or without aromatic groups were synthesized via reacting phosphoryl chloride derivatives with commercially available polyetheramines, ethylenediamine and N‐phenyl‐1,4‐phenylenediamine, respectively. Chemical structures of the amines were characterized with FTIR, NMR, P (phosphorus) content measurement, and amine content titration. These amines were then utilized as curing agents to react with diglycidyl ether of bisphenol A for preparing phosphorus containing epoxy polymers. The introduction of soft ? P? O? linkage, polyalkyene, and hard aromatic group into the backbones of the synthesized phosphorus‐containing amine (PCA) provides epoxy resins with tunable flexibility. Thermal analysis of differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) reveals that these resulted epoxy resins possess moderate T_g's and thermal stability. Furthermore, high char yields in TGA and high limited oxygen index (LOI) values indicate that these phosphorus‐containing epoxy (PCE) resins are capable of exhibiting excellent flame retardant properties. These polymers can be potentially utilized in flame retardant epoxy coatings and other applications. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 82: 3526–3538, 2001     

Thermal and Flame Retardation Properties of Melamine Phosphate-Modified Epoxy Resins

We have synthesized a series of epoxy resins containing melamine phosphate (MP) and investigated their thermal and flame retardation properties. MP functions as a hardener and a flame retardant or as an additive of the cured epoxy resin to enhance flame retardation properties of epoxy resins. The reactions of DGEBA cured in the presence of MP were monitored by NMR and FTIR. Our results show that in both reactive and additive modes, MP is effective in increasing limiting oxide index (LOI) and the char yields of epoxy resins at lower phosphorous content. We observed that flame retardation by MP in its reactive mode is better than in its additive mode; the same phenomenon was found also for the glass-transition temperature (T _g). Thermogravimetric analysis (TGA) demonstrated that epoxy resins containing MP decompose at relatively lower temperatures than those lacking MP; this decomposition results in a protective layer forming that prevents the epoxy resins from decomposing further by combustion.     

含磷阻燃环氧树脂体系研究进展

简要介绍了磷系阻燃剂作为一类新型无卤阻燃剂的特点和阻燃机理,重点综述了含磷阻燃环氧树脂体系的含磷固化剂、含磷环氧化合物及含磷环氧半固化物和添加磷型阻燃的进展,并通过热稳定性、成炭率和极限氧指数（LOI）等阻燃性能参数揭示了各类方法的阻燃效果,最后对含磷阻燃环氧树脂体系研究的未来进行了展望。     

聚磷酸铵／季戊四醇复合膨胀型阻燃剂阻燃ABS的研究

通过热重分析、扫描电子显微镜和氧指数等研究了由聚磷酸铵与季戊四醇组成的膨胀型阻燃剂(IFR)对ABS的阻燃作用。与传统的含卤阻燃ABS相比,热失重分析显示,IFR的加入使体系的残炭量显著增加,650℃时ABS的残炭量由不加IFR时的1.9%增至21.32%。扫描电子显微镜观测发现,经IFR阻燃的ABS在燃烧时形成了由无数封闭孔洞构成的蓬松焦化炭层,表明IFR对ABS具有良好的膨胀阻燃效果。在IFR含量为30%时,ABS的氧指数可达27.4%。     

新型含磷阻燃剂(PPOHQ)的合成及其在环氧树脂中的应用

以磷酰二氯和对苯醌为初始原料,合成一种新型的含磷阻燃剂双(2-对二苯酚基)-苯基氧磷(PPOHQ),并通过红外光谱对该化合物的结构进行了表征。利用该阻燃剂对环氧树脂进行固化,并对固化物进行了极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、SEM以及锥形量热仪(CONE)等测试。结果表明,阻燃剂用量达到40%时,阻燃级别能通过UL-94V-0级,LOI的值为30.5。CONE测试结果表明,使用该阻燃剂固化的环氧树脂PHRR和THR等参数与EPO/PDA体系相比都有明显的降低。通过对残炭的SEM和FT-IR分析可知,燃烧后,固化的环氧树脂会产生磷酸类物质,促进形成致密的炭层,从而提高了阻燃性能。     

环氧树脂无卤阻燃化的研究

阐述了近年来国内外对无卤阻燃环氧树脂的研究情况,分别就填料型阻燃和结构型阻燃技术进行了介绍,并且简述了这两种阻燃方法对环氧树脂固化体系性能的影响。     

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。