高岭土/聚磷酸铵阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备与性能

采用聚酰亚胺(PI)预聚法,以高岭土(Kaolin,KL)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,合成KL/APP阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺(PUI)泡沫塑料。分析KL/APP的添加量和配比对氧指数、烟密度、炭层形貌、表观密度及力学性能的影响。结果表明:随着KL/APP复配阻燃剂添加量的增加,硬质PUI泡沫塑料的氧指数、表观密度、压缩强度、压缩模量以及表面粉化程度均增加,且密度指数分别为1.999和1.764;烟密度随着KL含量的增大而减小,KL/APP阻燃剂能改善泡沫炭层疏松多孔的缺点。     

DAM-DOPO/APP阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究

以9,10-二氢-9氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)、甲醛和二乙醇胺为原料合成了新型反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-[N,N-二(羟乙基)氨甲基]-10-膦杂菲-10-氧化物(DAM-DOPO),对其结构和在聚氨酯泡沫中的存在形式进行了表征,并对DAM-DOPO进行热失重分析。将DAM-DOPO与聚磷酸铵(APP)复配,制备了DAM-DOPO/APP阻燃聚氨酯泡沫塑料,并对其阻燃、力学性能及阻燃机理进行了研究。结果表明,合成的DAM-DOPO具有比DOPO较高的残炭率,最大热失重温度也向高温移动;DAM-DOPO应用到聚氨酯泡沫中起到了气相和凝聚相阻燃;复配阻燃剂总质量分数一定时(20%),随着APP所占比例的增大,PUF生成平滑致密的炭层,氧指数逐渐升高,烟密度等级逐渐降低,当m(DAM-DOPO)∶m(APP)=1∶4时,PUF的极限氧指数为24.0%,烟密度等级为34.98,水平燃烧距离Ld为8mm;冲击强度随着DAM-DOPO添加比例的减小而降低,当m(DAM-DOPO)∶m(APP)=1∶4时,PUF的冲击强度为0.065kJ/m2。     

氧化铋在膨胀阻燃聚丙烯体系中的催化协效作用

将聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)膨胀型阻燃剂应用于聚丙烯(PP)的阻燃,并加入少量氧化铋(Bi2O3)。采用极限氧指数、烟密度和热分析等表征其阻燃性能。结果表明,加入少量的Bi2O3(0.1%质量分数,下同),可以提高体系的氧指数,降低体系的烟密度。热失重分析表明,Bi2O3加入可以使APP生成更多的固相残留物,催化膨胀阻燃剂交联成炭,高温时残炭增加,阻燃体系的最大热失重速率对应温度后移。同时热老化实验表明,Bi2O3的加入没有加快体系热老化的现象。     

不同粒径可膨胀石墨协同聚磷酸铵对环氧树脂燃烧性能的影响

制备了环氧树脂(EP)/聚磷酸铵(APP)/可膨胀石墨(EG)阻燃材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)研究了EG及其粒径对材料阻燃性能和燃烧成炭效果的影响。结果表明,EG具有一定的协同阻燃效果;EP/APP/EG复合材料燃烧过程均无溶滴现象;EG可提高EP/APP高温残留量,并能有效提高燃烧炭层膨胀体积;与50 mesh EG相比,100 mesh EG具有更好的协同阻燃以及协同成炭效果。     

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明：当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m²,氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。     

无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫复合材料的制备及性能表征

为使得乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫复合材料具有阻燃功能,分别添加膨胀石墨-聚磷酸铵(EGAPP)和膨胀石墨-聚磷酸铵-热塑性淀粉(EG-APP-TPS)两种不同复配阻燃剂,通过熔融共混和硫化发泡制备了无卤阻燃EVA泡沫复合材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析质谱联用(TG-MASS)及扫描电镜(SEM)测试等对EG-APP/EVA及EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料进行表征。结果表明:EG-APP复配阻燃剂添加量为30wt%、EG与APP质量比为1∶4时,EG-APP/EVA泡沫复合材料的LOI达28.1%,UL-94为V-1级;而当EG-APP-TPS复配阻燃剂添加量同为30wt%,EG、APP与TPS质量比为1∶4∶1时,EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料的LOI可达29.3%,UL-94为V-0级。TG-MASS和SEM分析表明:EG、APP和TPS在气相和固相中均具有显著的协同阻燃作用。     

聚磷酸铵/次磷酸铝协效阻燃聚丙烯/木粉复合材料

以聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)为界面相容剂,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/木粉(WF)复合材料。采用UL-94垂直燃烧、氧指数(LOI)、热重分析(TGA)探究了阻燃PP/WF复合材料的阻燃性和热分解过程。实验表明,当APP与AHP质量比为9∶1时,LOI值为28.3%,垂直燃烧UL-94达到V-0级。TGA和DTG测试表明,APP与AHP复配能降低木纤维的分解温度,使复合材料提前成炭,达到阻燃作用;加入APP与AHP的PP/WF复合材料的成炭率提高了141%,其高温稳定性也得到提高。通过SEM观察到,当m(APP)∶m(AHP)=9∶1时,木塑复合材料可形成致密的炭层,具有更好的隔热、隔氧作用,从而提高了阻燃性。结果表明在聚磷酸铵中加入少量的协效剂次磷酸铝可明显提高PP/WF复合材料的阻燃性。     

聚磷酸铵-单宁酸-三聚氰胺/环氧树脂复合材料的阻燃及力学性能

传统膨胀型阻燃剂由酸源聚磷酸铵(APP)、碳源季戊四醇(PER)和气源三聚氰胺(MEL)按质量比3∶1∶1的配比组成。现将生物质单宁酸(TA)替代PER并与APP和MEL复配成绿色膨胀型阻燃剂应用于环氧树脂中,考察不同配比的酸源APP、新型碳源TA和气源MEL添加到环氧树脂(EP)中对复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明：当新型膨胀型阻燃剂的添加量为20%(质量分数),APP、TA、MEL质量比为9.71∶6.61∶3.68时,所得到的阻燃EP-3复合材料的极限氧指数(LOI)值增长到38.80%,UL-94测试达到V-0级;锥形量热测试表明EP-3的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放(THR)、总烟气生成量(TSP)和一氧化碳释放率平均值(av-CO)与添加传统膨胀型阻燃剂EP-0相比分别下降48.96%、14.33%、26.83%和28.01%,这说明APP/TA/MEL绿色膨胀型阻燃剂具有优异的协同阻燃效果;其次,通过TG、DTG和SEM分析可推测,该阻燃剂的阻燃机理为气相和固相协同阻燃机理,特别是该阻燃剂可促使基材形成致密强度高的炭层从而较大地提升固相阻燃效果。另...     

RDP与APP/MC/PPO复配膨胀阻燃聚乙烯的研究

采用聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰脲酸盐(MC)和聚苯醚(PPO)复配制备膨胀阻燃剂(IFR),与阻燃协效剂间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)进行聚乙烯(PE)阻燃。借助氧指数、垂直燃烧测试,探讨IFR与阻燃协效剂RDP间的协效性,研究RDP不同添加量对IFR阻燃复合材料燃烧性能的影响,并对其力学性能进行测试。利用TG,DTG热分析技术对协效性进行验证。结果表明:RDP与IFR具有阻燃协效作用,RDP的协效性主要在热分解的第一阶段发挥作用,可催化APP提前分解,RDP的加入降低了热分解过程的热释放量,促进了多孔泡沫炭层的形成,并显著提高材料的残炭量;当RDP的添加量为5%(质量分数)时,氧指数(LOI)达到最大值31,并通过UL94V-0级。可见RDP与APP/MC/PPO阻燃剂复配可大幅提高PE的抗燃烧性能。     

芳基二磷酸酯的合成、表征及对ABS的阻燃研究

为了获得无卤阻燃ABS产品,选用了磷酸酯类阻燃剂和成炭剂复配的方式对ABS进行了阻燃研究.合成了两种阻燃剂:四-(2,6-二甲苯基)间苯二酚二磷酸酯(DMP-RDP)、四-(2,6-二甲苯基)对苯三酚二磷酸酯(DMP-HDP),采用FTIR、1H-NMR、TGA等对产物进行了表征.将两种含磷阻燃剂分别和酚醛树脂复配对ABS进行阻燃处理,并研究其热降解行为.氧指数(LOI)测试显示,两种含磷阻燃剂和酚醛树脂复配比例为4:1时,LOI最大,且DMP-HDP的氧指数稍高.结合TGA分析,阻燃剂复配可以促进成炭,磷残留于炭层中,有利于阻燃,炭残余量越大,炭层越稳定,阻燃效果越好.     

二乙基次膦酸铝与三嗪成炭剂协同阻燃PBT的研究

采用二乙基次磷酸铝(AlPi)复配超支化三嗪大分子成炭剂(EA)对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行无卤阻燃改性。通过氧指数、UL-94垂直燃烧及锥形量热测试研究了阻燃体系的阻燃性能,通过热失重分析(TGA)研究了复配阻燃体系的热性能,采用扫描电镜(SEM)观察阻燃体系燃烧炭层的形貌。研究表明,AlPi与EA复配比例为7∶3时阻燃效果最好,材料氧指数达到34.6%,通过UL-94V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至653kW/m2;热重分析表明,复配阻燃体系的加入促进了PBT的提前分解成炭,增加了阻燃PBT的残炭量;燃烧炭层扫描电镜说明,复配阻燃体系能形成连续致密的膨胀炭层,提高阻燃效果。     

三嗪成炭剂和聚磷酸铵协同阻燃动态硫化热塑性弹性体阻燃性能及成炭机制

将三嗪成炭剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),采用极限氧指数、垂直燃烧和锥形量热等测试研究了不同CFA和APP的比例对动态硫化热塑性弹性体(TPV)阻燃性能和力学性能的影响;并用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和红外光谱分析了残炭的形貌和结构,进一步研究了其成炭机制。研究结果表明,当CFA和APP的质量比为1∶3,总添加量为40%(质量分数)时,TPV/IFR复合材料具有最佳的阻燃性能,LOI达到26.4%,且通过UL-94 V-0级;锥形量热测试表明,TPV/IFR复合材料具有优异的阻燃和抑烟性能;力学性能测试表明,TPV/IFR复合材料仍具有优异的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别为4.19 MPa和391.06%;残炭的形貌和结构分析表明,TPV/IFR复合材料以凝聚相成炭阻燃作用为主,燃烧后形成含有P-O-C和P-O-P交联结构的致密石墨焦炭层,起到隔热隔氧的作用,提高了材料的阻燃性能。     

膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂的研究

对膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂进行了深入研究。选择聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)两种阻燃剂复配制备了阻燃环氧树脂试样,结果表明:APP与MCA的最佳质量比为3∶1。基于APP和MCA的最佳比例,分别选择红磷(P)、硼酸锌(ZB)和季戊四醇(PT)作为协效剂,结果表明,P的加入使得试样的氧指数提高最大,但力学性能下降很大;PT与APP、MCA具有最佳协同效应,最佳配方为:80%树脂,18%APP/MCA(质量比为3∶1),2%的PT,试样的氧指数为29.4%,垂直燃烧达到UL94V-0级,拉伸强度为33.3MPa,冲击强度为5.8kJ·m-2。     

APP对PUI泡沫泡孔结构及燃烧后炭层结构的影响

以聚磷酸铵(Ammonium Phosphate,APP)为阻燃剂,采用PI(poly-imide)预聚法制备了APP阻燃聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料。利用偏光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TGA)观察分析了APP对泡沫泡孔结构、热稳定性和炭层形貌的影响。重点探讨了泡孔结构的变化对燃烧后的炭层形貌的影响,并模拟了炭层的形成过程。结果表明,随着APP添加量的增加,泡孔直径由540.39μm下降到277.83μm,泡沫密度增加;APP的加入使泡沫的残炭率增加了30%;泡孔的棱边和顶点分别炭化膨胀为炭层上的棒状炭层和球状炭层,而泡孔薄膜破裂成孔洞;并且随着APP添加量的增加,棒状炭层和球状炭层尺寸增加,孔洞变小。     

不饱和聚酯/可膨胀石墨体系的结构与阻燃性能

研究了可膨胀石墨(EG)对不饱和聚酯(UPR)的结构和阻燃性能的影响。采用氧指数、锥形量热分析、热重分析等方法进行测试和表征,用扫描电镜(SEM)观察了膨胀炭层的形貌。结果表明,使用合适粒径的EG可使UPR/EG体系的氧指数得到大幅度提高,热释放速率和质量损失速率大大降低,UPR/EG体系具有良好的阻燃性能;SEM的观察结果表明,EG形成的蠕虫状膨胀炭层紧密堆砌在材料表面,起到隔热隔氧的作用。     

海泡石的剥离改性及阻燃不饱和聚酯

为获得低烟无卤阻燃不饱和聚酯(UPR),采用将改性海泡石与膨胀型阻燃剂复配的方式对UPR进行阻燃性能研究.通过酸热处理和离子交换改性法获得了剥离效果良好的有机化改性海泡石纤维,通过扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱等测试方法对改性海泡石的表观形貌、剥离效果及其UPR中的分散效果进行了表征.将改性海泡石与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)等膨胀型阻燃剂进行复配添加到UPR中,极限氧指数(LOI)测试和烟密度(SDR)测试结果表明,所制得的海泡石/不饱和聚酯复合材料具有较好的阻燃、抑烟性能.     

苯基次膦酸铝用于玻纤增强PBT的无卤阻燃

采用一种新型次膦酸盐阻燃剂苯基次膦酸铝复配三聚氰胺焦磷酸盐对玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行无卤阻燃改性。通过热重分析研究了阻燃剂的加入对体系热分解过程的影响,通过氧指数、UL-94垂直燃烧及锥形量热测试研究了阻燃体系的阻燃性能。研究表明,苯基次膦酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐复配比例为1∶1时阻燃效果最好,材料氧指数达到26.0%,通过UL-94 V-0级,同时样品热释放速率HRR降低至146 kW/m2,热重分析表明,两种阻燃剂之间通过化学反应促进了材料的提前分解,有利于在材料表面形成保护性炭层,从而提高了材料的阻燃性能。     

矿物/IFR复合阻燃剂对UPR阻燃、抑烟性能的影响

将一种矿物与膨胀型阻燃剂(1FR,聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺,APP/PER/Mel)复配,应用于不饱和聚酯树脂(UPR),得到膨胀型阻燃UPR复合材料。通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、烟密度等级(SDR)、DSC-TG对复合阻燃材料的阻燃、抑烟及热稳定性能进行研究。结果表明,在该膨胀型复合阻燃剂中,矿物与IFR存在明显的协效作用,在矿物:APP:PER:Mel=4:2:1:1(质量比),(复合阻燃剂)=40%的情况下,LOI高达36.4%,阻燃级别为UL94V-0级,SDR为60.84,满足国家对Bl级电器类热固性塑料的使用要求。     

PP/无卤阻燃剂/AT复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯(PP)为基体树脂,聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MA)为无卤阻燃剂,无机矿物质凹凸棒土(AT)为协同阻燃剂,采用熔融共混的方法制备了PP/无卤阻燃剂/AT复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观形貌进行了研究;通过极限氧指数(LOI)和热重分析(TG)研究了材料的阻燃性和热稳定性;通过对复合材料拉伸强度、冲击强度、弯曲强度以及断裂伸长率等的测试,研究了材料的力学性能。结果表明,无卤阻燃剂APP、MA和AT可在PP体系中均匀分散;阻燃剂的加入使得复合材料的力学性能降低,但AT的加入对又可显著提升其力学性能;阻燃剂与AT的协同作用可使复合材料的热稳定能和阻燃性能明显改善,材料的极限氧指数可达到27.3,提高了约40%。     

阻燃建筑结构胶粘剂的研制

本文以聚氨酯(PU)增韧改性环氧树脂为基体,以可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)为协效阻燃剂,制备一种阻燃建筑结构胶粘剂.本文对增韧改性胶粘剂进行了红外测试(IR)和冲击强度测试;对阻燃增韧胶进行了剪切强度、热重测试(TG)以及氧指数测试,从而分析了聚氨酯预聚体和可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)协效阻燃剂用量对此阻燃建筑结构胶粘剂性能的影响.结果表明.经改性后此环氧树脂胶粘剂冲击强度提高63.4%,达到良好的增韧效果,剪切强度达到24.9MPa,氧指数达28%,可作为阻燃建筑结构胶粘剂使用.