纳米SiO_2对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)为复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)。研究了MPP/PEPA质量比和纳米SiO2用量对PP复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:当MPP:PEPA=3:2时,协效阻燃效果最好,添加少量的纳米SiO2即可提高PP复合材料的阻燃和力学性能;当MPP、PEPA、纳米SiO2添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数达28.5%,并具有较好的力学性能。TGA和EDX结果表明:添加少量纳米SiO2可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进PP复合材料成炭,保留更多的磷。SEM分析表明:添加少量的纳米SiO2可稳定炭层和加固泡孔,增强炭层隔热隔氧的能力。     

ZnO对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用

以ZnO为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了ZnO用量对PP阻燃性能和协效作用的影响。结果表明:添加少量的ZnO即可显著提高PP的阻燃性能。当MPP、PEPA和ZnO添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数高达29.5%。TGA、FTIR分析和体式显微镜观测结果表明:添加ZnO可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进体系成炭,形成更致密的炭层,从而提高材料的阻燃性能。     

纳米SiO2对PC/ABS/RDP阻燃体系的协同作用

采用纳米SiO2作为阻燃协效剂,利用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)协同阻燃剂,制备具有良好阻燃性能、环境友好型无卤阻燃聚碳酸酯(PC).研究纳米SiO2和RDP的添加量对PC阻燃性能和协效作用的影响.结果表明:通过控制纳米SiO2和RDP的用量,可使PC/ABS阻燃体系达到塑料材料燃烧测试标准的UL94V-0级,极限氧指数(LOI)达到29％以上.通过锥形量热仪及SEM测试表明:加入少量的纳米SiO2能够促进体系成炭,同时也说明SiO2和RDP起到了良好的协同效应,提高了材料的阻燃性能.     

Cr2O3增效阻燃PP的制备及其热降解性能的研究

以Cr2O3为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP.研究了Cr2O3添加量对PP阻燃性能和协效作用的影响.结果表明:添加少量的Cr2O3可显著提高PP的阻燃性能.当MPP/PEPA/Cr2O3添加量分别为12%、8%和2%时,阻燃PP的氧指数高达31.5%.TGA、FTIR和Flynn-Wall法热降解活化能分析结果表明:添加Cr2O3可以起催化MPP/PEPA酯化,促进成炭的作用,使PP的活化能提高.     

ZnO对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP.研究MPP/PEPA质量比和ZnO添加量对PP阻燃性能的影响.结果表明:MPP/PEPA质量比为3:2时,复配效果最好;添加少量的ZnO可以显著提高材料的阻燃性能;当MPP/PEPA/znO添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的极限氧指数达29.5%.TGA结果表明:添加ZnO可以起催化MPP/PEPA酯化,促进成炭的作用.SEM分析表明:ZnO可以起到稳定炭层.增加炭层厚度的作用.     

Mg(OH)2与包覆红磷协效阻燃PP/PA6复合材料的研究

研究了包覆红磷和Mg(OH)2/包覆红磷复配体系对聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)合金性能的影响,分析了不同阻燃体系对PP/PA6合金的阻燃性能和力学性能的影响,选用热塑性弹性体POE-g-MAH对阻燃PP/PA6复合材料进行了增韧改性.结果表明:Mg(OH)2与包覆红磷能协效阻燃PP/PA6复合体系,当包覆红磷添加量为15份.Mg(OH)2为30份时,PP/PA6复合材料的氧指数从19.2%提高到27.5%;POE较好地改善了材料的冲击性能,其添加量为15份时,材料的冲击强度可由3.4 kJ/m2增大至8.6 kJ/m2,并保持良好的阻燃性能.     

挤出型无卤阻燃三元乙丙橡胶材料的制备与性能

研究了具有不同粒径、不同表面改性的氢氧化镁及其与磷系阻燃剂的并用物、石蜡油增塑剂等对EPDM力学性能、挤出加工性能和阻燃性能的影响.结果表明:纳米氢氧化镁兼具增强和阻燃特性,但大量添加时材料的硬度很高.通过大量微米氢氧化镁和少量纳米氢氧化镁并用,辅以少量磷系阻燃协效剂和成炭剂,协调阻燃性能和力学性能的要求.通过添加少量马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、润滑剂并加入石蜡油,可明显改善EPDM的挤出加工性能,最终制备出一种综合性能较好的挤出型无卤阻燃EPDM材料.     

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。     

聚磷酸铵/三嗪成炭剂/碳纳米管复配体系对聚丙烯阻燃性的影响

以三聚氯氰和4,4’-二氨基二苯砜为原料制备了新型的三嗪类成炭剂(CA-DDS),并将与聚磷酸铵(APP)复配后用于阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同配比的APP/CA-DDS阻燃体系对PP热稳定性和阻燃性能的影响,并进而对比了少量碳纳米管的引入对APP/CA-DDS阻燃体系的提高作用。结果表明:所合成的三嗪类成炭剂CA-DDS具有良好的热稳定性和成炭性能,与APP复配使用可以促进PP成炭,有效地提高PP的阻燃性能,热释放速率峰值由1 046 kW/m2降低至660 kW/m2。在APP/CA-DDS总质量分数为25%,二者质量配比为2∶1的基础上添加质量分数1%的碳纳米管后,可进一步提高PP的阻燃性能,热释放速率峰值降低至352 kW/m2。     

MnO2对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂以及MnO2为阻燃增效剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃聚丙烯(PP),研究了MnO2用量对PP阻燃和力学性能的影响.结果表明,添加少量的MnO2即可显著提高材料的阻燃性能;当MPP,PEPA,MnO2添加质量分数分别为12%,8%和2%时,材料的氧指数(LOI)高达32.0%,并具有较好的力学性能.Kissinger动力学分析结果表明,添加MnO2可以催化MPP/PEPA问的酯化反应,改变材料的热降解途径.扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)表明,MnO2可以起到稳定炭层,促进成炭、增加炭层厚度作用.     

润滑剂对PP/IFR复合材料性能的影响

以聚丙烯(PP)为基体树脂、FR–1420为无卤膨胀型阻燃剂,分别加入乙撑双硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯(PE)蜡、硬脂酸锌(硬锌)、硅酮及聚偏氟乙烯(PVDF)等五种润滑剂来制备阻燃PP复合材料(PP/IFR),考察了润滑剂及其含量对PP/IFR的阻燃性能和力学性能的影响,并对材料的热分解行为及炭层结构进行了表征和分析。结果表明,FR–1420含量为21%,五种润滑剂含量在0.5%~2%范围内变化时,对PP/IFR复合材料的力学性能影响不大,而对阻燃性能产生了明显影响;EBS与阻燃剂产生对抗作用,不论添加量多少,都显著降低PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级由V–0级降低至无级;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF的添加量都存在一个最大值,当低于最大值时,不会影响PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级均为V–0级,而高于最大值时,则会降低PP/IFR的阻燃性;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF均会不同程度延后PP/IFR的起始分解温度,略微降低其成炭率。     

含PEPA/纳米Al(OH)3的膨胀型阻燃聚丙烯研究

用磷酰基季戊四醇（PEPA）替代传统的季戊四醇作为炭源，与APP、三聚氰胺复合组成膨胀型阻燃剂（IFR），制备了膨胀型阻燃聚丙烯（IFR-PP）。讨论了阻燃剂对IFR-PP的阻燃性能、力学性能、热稳定性的影响，以反纳米Al（OH）3对该阻燃体系的影响。结果表明：PEPA在阻燃效果上优于季戊四醇，且PEPA对IFR-PP力学性能的影响小于季戊四醇，当PEPR用量为5份，纳米Al（OH）3用量为15份时，阻燃级别达UL-94 V-0级。同时，纳米Al（OH）3的添加使IFR-PP体系阻燃效果得到提高，且对材料的热稳定性反力学性能影响较小。     

4A分子筛对三聚氰胺磷酸盐/季戊四醇阻燃PP性能的影响

采用三聚氰胺磷酸盐（MP）与季戊四醇（PER）做阻燃剂制备了阻燃聚丙烯（PP），研究了4A分子筛对MP和PER阻燃PP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：少量的4A分子筛可以明显提高MP／PER阻燃PP的阻燃性能。当MP与PER的质量分数分别为9．0％和6．0％，4A分子筛的质量分数为2．0％时，可以制得氧指数高达34．0％并具有较好力学性能的无卤阻燃PP。TGA结果表明：4A分子筛加入到MP／PER阻燃PP中，可起到促进成炭的作用。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

少量增容剂对膨胀阻燃PP/POE共混复合体系性能的影响

为提高聚丙烯(PP)材料的热性能和力学性能,选用膨胀型阻燃剂(IFR)对PP/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系进行阻燃改性,应用双螺杆共混挤出的方法制备了PP/POE/IFR共混复合体系,对共混复合体系的阻燃性能、力学性能、膨胀炭层以及微观相结构进行了研究。结果表明,少量增容剂马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)的加入使得IFR颗粒的分散更加均匀、分散粒径减小,同时颗粒与聚合物基体间的结合更加紧密,从而对共混复合体系的力学和阻燃性能都有明显的提高,特别是提高冲击强度。当PP/POE/IFR/POE-g-MAH配比为80/17/20/3时,共混复合体系的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值、总烟释放量较未添加增容剂的共混复合体系(PP/POE/IFR配比为80/20/20)分别下降了22.4%,14.9%,29.2%,21.8%,冲击强度提高了69.6%。     

硅烷偶联剂在膨胀阻燃聚丙烯复合体系中的应用

用乙烯基硅烷偶联剂(A-172)对膨胀阻燃剂(IFR)进行表面改性,研究了该阻燃剂对聚丙烯(PP)体系力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:当A-172/IFR/PP为0.5/22.5/77.5时,体系的力学性能基本不变,但阻燃性能得到了改善。其中氧指数同比提高了22.5%,体系的热释放速率峰值和烟释放速率峰值同比分别下降了9.7%和98.75%。     

Flame retardancy and water resistance of novel intumescent flame‐retardant oil‐filled styrene–ethylene–butadiene–styrene block copolymer/polypropylene composites

A novel halogen‐free flame‐retardant composite consisting of an intumescent flame retardant (IFR), oil‐filled styrene–ethylene–butadiene–styrene block copolymer (O‐SEBS), and polypropylene (PP) was studied. On the basis of UL‐94 ratings and limiting oxygen index (LOI) data, the IFRs consisted of a charring–foaming agent, ammonium polyphosphate, and SiO₂ showed very effective flame retardancy and good water resistance in the IFR O‐SEBS/PP composite. When the loading of IFR was only 28 wt %, the IFR–O‐SEBS/PP composite could still attain a UL‐94 V‐0 (1.6 mm) rating, and its LOI value remained at 29.8% after a water treatment at 70°C for 168 h. Thermogravimetric analysis data indicated that the IFR effectively enhanced the temperature of the main thermal degradation peak of the IFR–O‐SEBS/PP composites because of the formation of abundant char residue. The flammability parameters of the composites obtained from cone calorimetry testing demonstrated that water treatment almost did not affect the flammability behavior of the composite. The morphological structures of the char residue and fractured surfaces of the composites were not affected by the water treatment. This was attributed to a small quantity of IFR extracted from the composite. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 39575.