聚磷酸三聚氰胺/季戊四醇膨胀型阻燃剂在天然橡胶中的应用

研究了膨胀型阻燃剂聚磷酸三聚氰胺（MPP）/季戊四醇（PER）对天然橡胶（NR）硫化胶的阻燃性能、热稳定性能、残炭形貌及力学性能的影响。结果表明,MPP/PER对NR硫化胶具有很好的阻燃效果,能有效提高NR复合材料的极限氧指数和热稳定性能,降低NR硫化胶的热释放速率,使NR硫化胶的燃烧过程变得稳定;当MPP/PER燃烧时可在NR硫化胶表面形成连续、致密且可隔绝氧气和热量的膨胀炭层;增加MPP/PER的总加入量会对NR硫化胶的力学性能造成一定的负面影响。     

DMMP与EG在RPUF中的阻燃协效研究

利用锥形量热仪研究了可膨胀型石墨(EG)和甲基麟酸二甲酯(DMMP)对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的阻燃协同作用.结果表明,当DMMP/EG质量比为2.5:7.5,RPUF中添加质量分数为10%的该复配阻燃剂时,其热释放速率(HRR)为51.8 kW/m2,热释放峰值(PHRR)为148.67 kW/m2,总烟释放(TS...     

四元复合体系在硬质聚氨酯泡沫材料中的逐级释放阻燃行为研究

以甲基膦酸二甲酯（DMMP）、10?（2,5?二羟基甲苯）?10?氢?9?氧杂?10?磷酰杂菲?10?氧化物（DOPO?HQ）、可膨胀石墨（EG）和氢氧化铝（ATH）构建了四元阻燃复合体系,并通过热失重分析仪（TG）、锥形量热仪、极限氧指数分析仪等研究了其在硬质聚氨酯泡沫（RPUF）中的阻燃行为。结果表明,四元阻燃体系能够在较宽温度区间内发挥逐级释放的协同阻燃效应;DOPO?HQ能够与EG/DMMP/ATH三元阻燃体系形成加合阻燃效应,使得RPUF复合材料的极限氧指数（LOI）提升至30.8 %;与采用EG/DMMP/ATH三元阻燃体系的RPUF复合材料相比,采用加入DOPO?HQ的四元阻燃体系的RPUF复合材料的热释放速率峰值（PHRR）、总热释放量（THR）、总烟释放量（TSR）均有所下降,残炭率得到了进一步提升,说明DOPO?HQ与EG/DMMP/ATH所构建的四元阻燃体系在成炭性方面具有协同效应;此外,通过扫描电子显微镜（SEM）对残炭进行表征,验证了四元阻燃体系在凝聚相中能够发挥优异的成炭阻隔效应,并能够在燃烧的初期、中期和末期发挥逐级释放阻燃效应。     

两种磷杂菲/三嗪双基化合物在聚氨酯硬泡中的阻燃行为对比研究

通过箱式发泡制备了三（3DOPO2羟基丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TGD）/三（3DOPO丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TAD）单独添加和分别与可膨胀石墨（EG）复配阻燃的硬质聚氨酯泡沫（RPUFs）。利用极限氧指数仪（LOI）、锥形量热仪,热重气相色谱质谱联用仪和扫描电子显微镜研究了TAD和TGD在RPUF中的阻燃行为。结果表明,TAD和TGD均能提高RPUF的LOI值,降低RPUF的总热释放量,平均有效燃烧热和热释放速率峰值,并且TGD对这些数值的影响明显大于TAD;随着EG的加入,TGD/EG/RPUF体系表现出比TAD/EG/RPUF更高的LOI值和残炭产率。     

DMMP、TCPP与EG对硬质聚氨酯泡沫阻燃协同效应及机理探讨

利用氧指数仪、锥形量热仪、热重分析仪研究了甲基膦酸二甲酯(DMMP)、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)与可膨胀石墨(EG)复配对硬质聚氨酯泡沫的氧指数、燃烧热释放速率、热释放量、生烟速率、生烟量、热稳定性等性能的影响。结果表明,DMMP、TCPP和EG具有协同阻燃作用,EG与DMMP/TCPP质量比为15∶15时阻燃效率最高,其中DMMP与TCPP质量比为12∶8。利用扫描电镜和X-射线光电子能谱仪从形貌与结构上对阻燃剂的作用机理进行分析,发现EG与DMMP/TCPP在燃烧后,可以共同形成致密稳定的炭层,阻止泡沫进一步燃烧,从而达到协同阻燃的目的。     

无卤复配阻燃剂在天然橡胶胶料中的应用

采用铝酸酯偶联剂对氢氧化镁进行表面改性,并将改性氢氧化镁分别与氢氧化铝、三氧化二锑以及磷系、氮系、硅系阻燃剂等进行复配,研究无卤复配阻燃剂对天然橡胶(NR)胶料硫化特性、物理性能和燃烧性能的影响及其在NR硫化胶中的分散性。结果表明:与填充未改性氢氧化镁的NR胶料相比,填充改性氢氧化镁以及复配阻燃剂的NR胶料t10均明显延长,交联程度增大,硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率提高;填充改性氢氧化镁/聚磷酸铵/三聚氰胺复配阻燃剂的NR硫化胶阻燃性能最好,填充氢氧化镁和改性氢氧化镁的NR硫化胶阻燃性能较差;改性氢氧化镁/聚磷酸铵/三聚氰胺复配阻燃剂在NR硫化胶中分散均匀。     

EG/DMMP阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料的研究

采用极限氧指数、拉伸试验机和扫描电子显微镜对可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料(PUI)的阻燃性能、表面炭层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,阻燃剂添加量相同时,复配阻燃体系的极限氧指数值高于EG单独阻燃PUI,PUI/EG/DMMP体系的极限氧指数值由18.6 %提高至33.4 %;EG/DMMP的复配,减少了对泡孔结构的破坏,PUI/EG/DMMP燃烧后能生成更加连续和致密的炭层;阻燃剂添加量相同时,与EG单独阻燃PUI相比,EG/DMMP复配减少了对压缩性能的损害。     

不同无卤阻燃体系硫化天然橡胶的制备及性能

将6种新型无卤阻燃体系分别与天然橡胶共混制得无卤阻燃天然橡胶（FRNR）,并对其阻燃性能、抗疲劳性能及热失重行为进行了研究。结果表明,6种无卤阻燃剂体系使得FRNR阻燃性能得到不同程度的提高,其中以二乙基次磷酸铝（Al Pi）和三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）复配阻燃剂及可膨胀石墨（EG）阻燃剂的阻燃效果最为突出,可使FRNR的热释放速率降低近50%。六苯氧基环三磷腈、10-（2,5-二羟基苯基）-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和EG的加入对FRNR的抗疲劳性能影响较小,因而基于该3种阻燃体系的FRNR的抗疲劳性能与纯天然橡胶相当。Al Pi/MCA及EG的优良阻燃效果与其成炭能力呈正相关。     

复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

制备了复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯(PUR-R)泡沫塑料,研究了复合阻燃剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、可膨胀型石墨(EG)和氢氧化铝(ATH)对PUR-R泡沫塑料阻燃性能的影响,采用正交试验确定了复合阻燃剂的最佳配比。用极限氧指数(LOI)测定仪、烟密度测定仪和万能试验机测定了阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI、烟密度等级和压缩强度,结果表明,当DMMP,TCPP,EG,ATH的质量比为2∶2∶3∶3时,在25份聚醚多元醇中添加12份复合阻燃剂,制备的阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI达26.3%,烟密度等级为77.63,压缩强度为0.18 MPa,阻燃PUR-R泡沫塑料具有良好的综合性能。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

Bio-based rigid polyurethane foam composites reinforced with flame retardants: From synthesis to performance evaluation

The building and construction industry is under increasing pressure to make insulation materials greener, more sustainable, and less flammable. In this study, sugar beet pulp was liquified under the optimized liquefaction conditions and used as the source of bio-polyol (SBpol) in the production of bio-based rigid polyurethane foam (sPUF). In order to improve the flame retardancy, sPUF composites were prepared with the addition of flame retardants; expandable graphite (EG) and/or dimethyl methyl phosphonate (DMMP). The bio-polyol was used at a fixed ratio of 50 php in sPUF composites whereas the total ratio of flame retardants was fixed at 20 php. The effects of the ratio of EG and/or DMMP on the morphological, physicomechanical, thermal, and flame retardant properties of sPUF composites were evaluated. Although the thermal conductivity values of flame retardant added sPUF composites were increased in comparison to the petroleum-based foam, the compressive strength values were decreased as the amount of DMMP increased in the flame retardant formulation. Thermogravimetric analysis showed that the onset of decomposition of 20 php DMMP-containing sPUF composite decreased to 168.3°C. Although the limiting oxygen index (LOI) value of the petroleum-based PUF was as low as 19.7%, the LOI value of the sPUF/10E/10D foam increased to 24.9% (by about 26%). According to the cone calorimeter results, the peak heat release rate (pHRR) of sPUF was much higher than the petroleum-based foam. The incorporation of both DMMP and EG could further improve the flame retardant properties. The pHRR value of sPUF/10E/10D was 28.1% lower than that of sPUF. The results have shown that flame retardancy of sPUF composites could be improved by the addition of EG which acts in the condensed phase and DMMP, which acts mainly in the gas phase during burning. Flame retardant incorporated sPUF composites are considered as promising materials for use in insulation applications.     

聚磷酸铵/氢氧化镁复配填充阻燃硅橡胶的研究

分别采用聚磷酸铵（APP）、氢氧化铝（ATH）和APP/ATH复配阻燃剂填充甲基乙烯基硅橡胶,制成阻燃型硅橡胶。研究了APP、ATH和APP/ATH用量及复配方式对硅橡胶阻燃性能、介电性能和力学性能的影响。结果表明,硅橡胶的阻燃性能随APP、ATH用量的增加而增加,同等填充量下,APP/ATH复配阻燃剂填充硅橡胶的阻燃性能比单一APP或ATH填充硅橡胶更佳;随着APP/ATH复配阻燃剂用量的增加,硅橡胶的拉伸强度与拉断伸长率降低,邵尔A硬度、介电常数和介质损耗因数增加。当100份硅橡胶中加入80份APP/ATH复配阻燃剂（APP与ATH的质量比为3∶2）时,硅橡胶的氧指数达44%,拉伸强度、拉断伸长率、邵尔A硬度、介电常数及介质损耗因数分别为6.8 MPa、438%、62度、3.92、249%。     

复配阻燃剂对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响

研究了甲基膦酸二甲酯(DMMP)、尿素(UC)、磷酸三乙酯(TEP)单独添加及复配使用对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)阻燃性能的影响。结果表明,UC与DMMP及TEP复配是气相和凝聚相双相协同阻燃机理的复合阻燃剂;UC与DMMP,UC与TEP复配阻燃RPUF,可达到垂直燃烧分级V0级;UC／DMMP复配使用,UC和DMMP含量分别为15%和25%时,其阻燃RPUF的氧指数最高,为27.3%,阻燃性能优于UC／TEP复配阻燃RPUF;复配阻燃RPUF的压缩强度比单独填充UC体系高,呈现协同作用。     

氢氧化铝对乙烯-丙烯酸丁酯共聚物力学与阻燃性能及热降解行为的影响

采用极限氧指数、热重分析（TG）和差示扫描景热分析（DSC）等技术和手段研究了乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）／氢氧化铝（ATH）复合材料的阻燃性能和热降解行为，探讨了ATH的添加量对EBA力学性能和熔体流动速率的影响。实验数据表明，ATH的引入能恶化材料的力学性能和加工性能；但可提高材料的阻燃性能，当ATH的添加量为60％时，阻燃材料的极限氧指数可达33．1％。ATH提高了EBA在高温下的热稳定性，降低了EBA的热降解速率，扩大了热失熏温度范围。ATH以吸热方式在凝缩相和气相中发挥阻燃作用；此外，ATH分解形成的活性Al2O3对EBA还具有成炭催化作用，在一定程度上显示出了ATH的凝缩相阻燃作用。     

阻燃剂对热固性酚醛树脂阻燃性能影响的研究

通过氧指数、垂直燃烧等级及产烟率测定研究了氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、膨胀石墨(EG)、膨胀型阻燃剂(IFR)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂(PF)体系阻燃性能的影响,并采用差热分析(DTA)对体系的微观热行为进行了研究。结果表明,放热量最小的体系为ATH/MH/EG/PF,ATH/MH/EG/IFR/PF体系的氧指数最大,达到96。ATH/MH/PF体系的产烟率最低(72%)。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级可提高到UL94V-0级。     

新型低烟无卤阻燃电缆料的制备及表征

研究了以磷酸三甲苯酯(TCP)、水滑石(LDHs)、氢氧化铝(ATH)复配得到的复合阻燃剂对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM:AV含量大于40%)性能的影响。分别通过氧指数、水平燃烧和拉伸性能测试考察了TCP/LDHs/ATH/EVM复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,当TCP/LDHs/ATH/EVA为20/35/35/100(质量份数)时,复合材料的极限氧指数(LOI)达到35.2,阻燃级别为FH-1;断裂伸长率达到280%,拉伸强度达到11.0MPa。此复合材料可用于制造阻燃电缆。     

磷酸三苯酯和甲基八溴醚在阻燃聚苯乙烯中的协同行为研究

为获得基于甲基八溴醚（MOBE）的高效阻燃聚苯乙烯（PS）复合体系,采用极限氧指数仪、锥形量热仪、热重分析仪（TG）和差示扫描量热仪（DSC）等对纯PS及其复合材料的阻燃性能及机理和热稳定性等进行了测试和表征,探索了MOBE与磷酸三苯酯（TPP）复配阻燃PS的行为规律。结果表明,TPP和MOBE复合体系比二者各自单独作为阻燃剂使用时赋予了PS材料更高的极限氧指数（LOI）,PS/3 %（质量分数,下同）TPP/4 %MOBE的LOI可达27.7 %, 明显高于PS/4 %MOBE（26.1 %）;3 %TPP/4 %MOBE能够在4 %MOBE的基础上进一步抑制PS复合材料的燃烧强度,降低有效燃烧热,降低热释放速率峰值（PHRR）与总热释放量（THR）;TPP和MOBE能够在PS复合材料热降解时将阻燃元素集中释放,同时发挥气相淬灭效应;此外,TPP的加入能够提高PS复合材料的熔体流动速率,降低其玻璃化转变温度,从而使PS热分解产生的熔滴更快地带走热量,最终使TPP与MOBE发挥更好的阻燃效果。