改性聚磷酸铵对三嗪类膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

由改性聚磷酸铵(APP)、自制的三嗪类成炭发泡剂(CFA)等复配制成膨胀型阻燃剂(IFR),以二氧化硅、二氧化钛等为协效剂阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同组分的IFR及协效剂对阻燃PP复合材料阻燃性能、力学性能和耐水性能的影响。结果表明:改性APP的亲水性下降;由改性APP/CFA(4/1)、二氧化硅协效剂复配的PP复合材料阻燃性能、力学性能优良,助剂在PP基体中分散性好,热水浸泡后氧指数为32.5%,仍能达到UL94V—1级,失重率为2.92%。     

不同聚合度成炭剂在膨胀阻燃聚丙烯中的应用研究

以三聚氯氰、乙胺、乙醇胺和乙二胺为原料,通过控制物料比合成了4种不同聚合度的成炭-发泡剂(CFA)。将合成的CFA与聚磷酸铵(APP)及纳米二氧化硅复配成膨胀阻燃剂并添加到聚丙烯(PP)中,制备阻燃PP材料。通过热重分析、氧指数、垂直燃烧和力学性能测试研究了材料的热稳定性、阻燃性能和力学性能。结果表明:随着CFA聚合度的增加,膨胀阻燃体系对PP材料的阻燃效率相应提高;阻燃剂的加入提高了PP材料的热稳定性,CFA聚合度的变化对阻燃PP材料的力学性能影响不大。当CFA的聚合度为40时,阻燃PP材料的阻燃性能和热稳定性能均达到最佳。     

无卤膨胀型阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

通过对比实验研究了两种新型氮磷体系膨胀型阻燃剂(PN-201、ANTI-6)对聚丙烯(PP)阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:在PP中添加PN-201型阻燃剂23%有明显的成炭作用,可以获得良好的阻燃效果,又使PP具有优越的综合性能,阻燃PP材料的热稳定性也得到了提高。     

三嗪膨胀阻燃剂/聚苯醚阻燃聚丙烯的性能研究

以三嗪成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及二氧化硅(Si O2)复配制备成三嗪膨胀阻燃剂(IFR);将聚苯醚(PPO)以不同的比例取代IFR体系中的CFA成分,制备出新型膨胀阻燃剂,并将其添加到聚丙烯(PP)中制备阻燃PP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,通过拉伸性能、弯曲性能和冲击性能测试研究了材料的力学性能,通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热稳定性及热降解行为。结果表明:当阻燃剂用量为20%、PPO替换CFA的量为20%时,阻燃PP材料能通过UL 94V-0级,氧指数为31.0%;当阻燃剂用量为22%、PPO替换CFA的量为30%时,阻燃PP材料依然能通过UL 94V-0级,氧指数为30.9%,随着PPO替换比例的增加,材料的阻燃性能逐渐下降。力学性能测试结果表明,与单独添加IFR相比,随着PPO替换量的增加,阻燃材料的力学性能略有下降,但下降幅度不大。TGA测试结果表明,当阻燃剂用量为20%、PPO替换20%的CFA时,对材料的热降解行为和成炭性能几乎没有影响。总之,在保证材料阻燃性能的前提下,用适量PPO替换CFA,在一定程度上降低了三嗪膨胀阻燃剂及膨胀阻燃PP材料的成本,从而提高了产品的市场竞争力。     

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.     

改性APP阻燃性能的研究

用表面活性剂DV对聚磷酸铵(APP)表面进行修饰,研究了不同成炭剂与APP复配对聚丙烯(PP)的阻燃性的影响.结果表明:成炭剂对PP的阻燃性能有不同程度的影响,APP与季戊四醇(PER)组合时效果最佳.采用不同的协同剂和APP/PER体系进行组合实验,得到不同的阻燃结果.当体系中添加三聚氰胺(MEL)时效果最好.采用阻燃性能最好的体系,对PP的力学性能进行测试表明力学性能优于国外同类产品.而且有更加优良的防潮性能.     

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。     

埃洛石复配阻燃剂对聚丙烯阻燃性能和力学性能的影响

用埃洛石、三聚氰胺作为阻燃剂,制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料。通过氧指数(OI)、垂直燃烧、万能力学仪、扫描电镜分析研究了埃洛石复配阻燃剂对PP阻燃性能、力学性能的影响。结果表明:埃洛石复配阻燃剂可使PP复合材料通过UL94燃烧性能测试,在提高材料OI的同时,保持了其优良的力学性能。     

CFA/APP协同阻燃动态硫化热塑性弹性体的制备及其性能

将新型无羟基低聚三嗪衍生物(CFA)作为成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并研究了不同含量和比例的IFR对动态硫化热塑性弹性体(TPV)阻燃性能、热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:IFR对TPV有良好的阻燃作用,当IFR(CFA与APP质量比1∶3)质量分数为40%时,TPV/IFR复合材料具有最佳的阻燃性能,极限氧指数为26.4%,且垂直燃烧测试等级为V-0级;TPV/IFR复合材料的热释放速率峰值与总热释放量均大幅降低;IFR能促使TPV/IFR复合材料形成更多的残炭,积分程序分解温度和表观活化能明显增加,材料的热稳定性显著提高;TPV/IFR复合材料虽然加工性能略有降低,但具有优异的力学性能,能满足加工使用要求。     

不饱和聚酯树脂微胶囊化聚磷酸铵对阻燃聚丙烯性能的影响

利用微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR,用于聚丙烯（PP）阻燃改性。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）用不饱和聚酯树脂（UPR）的微胶囊包覆效果以及UPR的用量对阻燃PP的阻燃性、耐水性、力学性能和成炭性等的影响。结果发现随着包覆层UPR用量的增加,阻燃PP的氧指数略微增大,耐水性有所改变,力学性能下降变化幅度不大,成炭性变弱。但当UPR包覆量为5％时,对PP的阻燃、耐水以及成炭效果都比较良好。     

EPDM/PP/IFR/Nano-ZnO阻燃复合材料的制备及其性能研究

将纳米氧化锌(nano-ZnO)作为协效改性剂与膨胀阻燃剂(IFR)复配,制成IFR/nano-ZnO复合阻燃剂,并将其用于三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)复合材料的阻燃。研究了nano-ZnO用量对该EPDM/PP/IFR/nano-ZnO阻燃复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:EPDM/PP/IFR/nano-ZnO阻燃复合材料具有优良的阻燃性能,且材料的力学性能明显改善;另外,当nano-ZnO用量为2%时,该阻燃复合材料的综合性能最佳。     

低烟低卤阻燃聚丙烯的研制

采用十溴二苯乙烷与Mg(OH)2及无毒阻燃协效剂等复配,并经偶联剂表面处理复配成低烟、低卤、环境友好的复合阻燃剂。用此复合阻燃剂的阻燃PP,具有低卤低烟低毒、低密度、低成本,力学性能较佳的优点。     

长链磷腈衍生物的制备及其在聚丙烯中的阻燃应用

利用亲核取代反应合成了六十二氨基环三磷腈(HDCP)和六辛氨基环三磷腈(HOCP),将合成的HDCP和HOCP添加到聚丙烯(PP)/聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)体系中,并通过极限氧指数、垂直燃烧测试UL 94和锥形量热分析等研究了体系的阻燃性;通过力学性能测试研究了HDCP和HOCP对材料力学性能的影响。结果表明,当HDCP和HOCP的用量分别为2 %时,阻燃效果最佳,极限氧指数均比纯PP提高了13 %左右;随着HDCP和HOCP加入量的增大,材料的冲击强度逐步增加,但是断裂伸长率却逐步降低。     

乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔融插层有机蒙脱土对膨胀阻燃聚丙烯薄膜性能的影响

以新型成炭剂(CFA)、改性聚磷酸铵(MAPP)、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔融插层有机蒙脱土(EMH-OMMT)母粒复配成膨胀阻燃剂(IFR),与聚丙烯(PP)共混后通过流延薄膜机制备膨胀阻燃PP薄膜。对其进行了阻燃性能、力学性能测试,并运用热重分析表征了其热分解过程。相比未熔融插层OMMT和传统的4A分子筛协效剂,EMH-OMMT不仅提高了体系的阻燃性能,使薄膜(0.2mm)在IFR添加28%时通过了VTM-0级,而且明显提高了体系的力学性能。     

Flame Retardancy and Thermal Performance of Polypropylene Treated With the Intumescent Flame Retardant,Piperazine Spirocyclic Phosphoramidate

Piperazine spirocyclic phosphoramidate (PSP), a novel halogen‐free intumescent flame retardant, was synthesized and used to improve the flame retardancy and dripping resistance of polypropylene (PP) combined with ammonium polyphosphate (APP) and a triazine polymer charring‐foaming agent (CFA). The optimum flame‐retardant formulation was PSP:APP:CFA = 3:6:2 (weight ratio). The flammability and thermal behavior of the (intumescent flame‐retardant)‐PP (IFR‐PP) were investigated via limiting oxygen index (LOI), vertical burning tests (UL‐94), thermogravimetric analysis, and cone calorimetry (CONE). The results indicated that the IFR‐PP had both excellent flame retardancy and anti‐dripping ability. The optimum flame‐retardant formulation gave an LOI value of 39.8 and a UL‐94 V‐0 rating to PP. Moreover, both the heat release rate and the total heat release of the IFR‐PP with the optimum formulation decreased significantly relative to those of pure PP, according to the cone calorimeter analyses. The residues of IFR‐PP obtained after CONE tests were observed by scanning electron microscopy, and it was found that the char yield was directly related to the flame retardancy and anti‐dripping behavior of the treated PP. J. VINYL ADDIT. TECHNOL., 20:10–15, 2014. © 2014 Society of Plastics Engineers     

Synthesis,thermal degradation,and flame retardance of novel triazine ring‐containing macromolecules for intumescent flame retardant polypropylene

Two novel triazine ring‐containing macromolecules, designated as charring‐foaming agent 1 (CFA1) and charring‐foaming agent 2 (CFA2), were synthesized by a series of polycondensation reactions. Their chemical structures were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹³C solid‐state NMR), and elemental analysis, and their thermal degradation properties were assessed by thermogravimetric analysis (TGA). TGA data revealed that CFA1 and CFA2 show high thermal stability and have a high propensity for char formation, their initial decomposition temperatures being 300.2°C and 287.1°C, and their char residues at 800°C amounting to 32.2 wt % and 21.1 wt %, respectively. CFA1 presents higher thermal stability and more char residue than CFA2. Based on experimental results of the flame retardancy (limiting oxygen indices values and UL‐94 V‐0 rating) and the TG data of new intumescent flame retardant polypropylene (IFR‐PP) containing CFA1 and CFA2, CFA1 exhibits more outstanding intumescent flame retardance than CFA2. IFRs containing CFA1 and CFA2 enhanced Notched Izod Impact strength of IFR‐PP, and slightly lower tensile strength of IFR‐PP. IFR2 shows more advantageous effect on mechanical properties of IFR‐PP than IFR1. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010