石墨烯在聚乳酸膨胀阻燃中的协效作用

利用改进的Hummers法制备氧化石墨,再进一步制备石墨烯(GR)。将GR作为协效剂与膨胀型阻燃剂(IFR)复配,应用于生物可降解材料聚乳酸(PLA)的阻燃改性,研究GR在PLA膨胀阻燃中的协效作用。采用原子力显微镜、热重分析仪、氧指数仪、水平垂直燃烧测定仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱对GR、PLA的性能进行表征。结果表明,制备的GR为单片层结构,其在N_2条件下700℃时有84.9%的残留量;加入IFR和GR后PLA复合材料均达到UL-94 V0级别,且LOI显著提高,GR能够显著提高PLA膨胀阻燃体系的热稳定性和阻燃性能。     

ATH与IFR在纳米复合物HDPE/LDH中的协效阻燃作用

采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/层状双氢氧化物(LDH)的纳米复合物,对其进行膨胀阻燃,并研究了氢氧化铝(ATH)对该体系的协效阻燃作用。利用锥形量热法,分析了该类复合物的燃烧特性,包括引燃时间、热释放速率、总热释放量、火灾性能指数、火灾增长指数、CO释放速率、质量损失率等,分析燃烧残留物形貌。结果表明,添加了ATH与IFR协效阻燃剂的HDPE/LDH纳米复合材料火灾危险性进一步降低;在LDH的加入量为1%,IFR与ATH的添加量分别是4%与39%时,二者协效阻燃作用效果最佳。     

无卤膨胀阻燃聚丙烯的热降解和燃烧特性

采用氧指数测试、垂直燃烧试验、热重分析、锥形量热仪研究膨胀阻燃剂(IFR)和金属醋酸盐对膨胀阻燃聚丙烯(IFRPP)的阻燃性能、热降解性能和燃烧性能的影响。IFR的添加能明显改善IFRPP的阻燃性能,金属醋酸盐的添加会进一步增强IFRPP的阻燃性能。IFR和金属醋酸盐之间存在阻燃协效作用。IFR和金属醋酸盐的添加会降低IFRPP的热稳定性,提高高温下的残炭量,金属醋酸盐存在催化成炭作用。IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,金属醋酸盐的添加会进一步降低以上数值。IFR的添加能明显降低IFRPP的火灾危险性,共同添加IFR和金属醋酸盐的IFRPP的火灾危险性最低。     

无卤膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料

利用极限氧指数仪和垂直燃烧仪,研究了膨胀阻燃剂(IFR)和蒙脱土(MMT)对膨胀阻燃聚丙烯(PP-IFR)和膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料(PP-IFRMMT)的阻燃性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧的结果表明,IFR的添加能明显改善PP-IFR的阻燃性能,蒙脱土的添加会进一步增强PP-IFRMMT的阻燃性能,IFR和MMT存在一定的阻燃协效作用。利用锥形量热研究了所制备的PP-IFR和PP-IFRMMT的燃烧行为。结果表明,IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,蒙脱土的添加会进一步降低以上数值,表明IFR在膨胀阻燃PP中存在良好的抑烟减毒作用,而MMT会进一步增强这一作用,IFR和MMT在抑烟减毒方面存在一定协同作用。研究结果表明:IFR的添加能明显降低PP-IFR的火灾危险性,共同添加IFR和MMT的膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料的火灾危险性最低。     

多孔磷酸镍VSB-5在膨胀阻燃聚丙烯复合材料中的协效阻燃研究

利用水热法合成多孔磷酸镍VSB-5,并用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/膨胀阻燃剂(IFR)/VSB-5膨胀阻燃复合材料。其中IFR由硅包裹聚磷酸铵和一种三嗪类大分子成炭剂(CFA)组成。利用极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧UL-94测试、微型燃烧量热仪及热重分析仪研究复合材料的阻燃性与热稳定性。研究发现,在添加剂总质量分数保持25%的情况下,含有质量分数1.5%VSB-5的膨胀阻燃PP复合材料LOI达到最高的34.9,其最大热释放速率降低至780 W/g,热稳定性显著提高。利用扫描电镜观察复合材料燃烧后炭层表面形貌,发现加入适量VSB-5可以使炭层表面更加致密。研究结果表明适当的VSB-5可以提高膨胀阻燃剂阻燃效率。     

三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊包覆氢氧化铝阻燃聚丙烯研究

采用原位聚合法对经过表面改性的氢氧化铝(ATH)进行了三聚氰胺-甲醛树脂(MF)包覆处理,并对其进行了扫描电镜、红外光谱、粒径以及热重分析,探讨其单独或与膨胀型阻燃剂(IFR)复配对聚丙烯(PP)阻燃性能及力学性能的影响。研究结果表明:ATH经MF包覆后平均粒径增大,热分解后的残余质量下降,其用作PP阻燃剂时,由于能在较低温度下释放不燃性气体,并有效抑制PP的热分解,促进炭层结构形成,因而对PP表现出较好的阻燃效果,同时阻燃PP材料的力学性能也得到明显改善。MF包覆ATH与膨胀型阻燃剂APP、PER复配后表现出明显的协效阻燃作用,特别是三者复配形成的三元阻燃剂体系对PP有良好的阻燃作用。     

纳米LDHS阻燃剂与APP协效阻燃剂对PS阻燃性能与机理的研究

采用LOI测试结果讨论了纳米LDHs对PS，以及纳米LDHs与APP协效阻燃剂对PS的阻燃作用。结果表明：在PS中加入80份LDHs时，复合材料的最高氧指数可迭28；而在100份PS中添加30份纳米LDHs后，再添加30份APP时，复合材料氧指数可迭29．5，两者具有明显协效阻燃作用，并通过FT—IR和XPS测试结果分析了纳米LDHs与APP的协效阻燃机理。结果表明：APP与纳米LDHs表面反应生成Mg—O—P或Al—O—P键以致协同阻燃。     

生物质阻燃复合材料燃烧性能研究

聚丁二酸丁二醇脂(PBS)是一种快速发展的新型生物可降解高分子材料,因其优异的综合性能而备受关注。但是,PBS易燃,并且容易在燃烧过程中发生熔融滴落现象,可能会引燃其他物体进而引发火灾,PBS的应用领域因此而受到限制。膨胀阻燃剂(IFR)作为一种新型无卤阻燃剂,主要由酸源、碳源和气源组成。通过物理共混的方法将膨胀型阻燃剂壳聚糖磷酸铵盐(NPCS)添加到PBS中,并对所得复合材料的热性能和燃烧性能进行探究。实验结果表明:NPCS作为一种三位一体的膨胀型阻燃剂,能够提高PBS的阻燃性能,增加PBS燃烧时的残炭量,而蒙脱土(OMT)是NPCS较好的协效剂,少量OMT的引入即能够显著改善PBS燃烧时的滴落现象,提高其阻燃级别。     

膨胀型阻燃剂的研究现状

介绍了IFR的阻燃机理,着重对混合型膨胀型阻燃剂,聚磷酸铵膨胀阻燃体系等几种常见的阻燃膨胀体系进行了具体阐述,指出膨胀型阻燃剂必将会在火灾预防、室内装修材料阻燃等方面发挥巨大的作用。     

阻燃环氧树脂/苯基膦酸铁复合材料燃烧性能研究

以苯基膦酸、硝酸铁为原料,乙醇、乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮、六亚甲基四胺分别为表面活性剂和配位剂,采用混合溶剂法制备层状化合物苯基膦酸铁（FePP）,并将其添加到环氧树脂中（EP）制备复合材料。热重（TG）结果显示,FePP可以提高EP的热稳定性,同时,EP/4FePP的垂直燃烧测试（UL-94）等级达到V-1,氧指数（LOI）也相应提高。为了进一步改善EP的阻燃性能,将FePP与含磷阻燃剂DOPO协效阻燃EP,测试结果显示EP/3DOPO/1FePP复合材料可以通过UL-94 V-0等级,LOI值高达34.5 %,热释放速率峰值（PHRR）与总热释放速率（THR）与纯EP相比分别降低了28.4%和18.1%,这主要是由于FePP能够在燃烧中降解为含磷和金属的氧化物,促进聚合物快速炭化,并且DOPO可捕捉气相中自由基,抑制链式反应的进行,抑制燃烧,达到气相和凝聚相协效阻燃效果。     

Synergistic effects of hydroxy silicone oil on intumescent flame retardant polypropylene system

The effects of hydroxy silicone oil (HSO) as a synergistic agent on the flame retardancy of intumescent flame retardant polypropylene composites (IFR-PP) were studied, and the IFR system mainly consisted of the ammonium polyphosphate (APP) and pentaerythritol (PER). The UL-94 test, thermogravimetric analysis (TGA), cone calorimeter (CONE), digital photograph and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to evaluate the synergistic effects of hydroxy silicone oil. It has been found that the Polypropylene (PP) composite containing only APP and PER does not show good flame retardancy at 30% additive level. The cone calorimeter results show that the heat release rate, mass, total heat release, carbon monoxide and carbon dioxide of PP/APP/PER/HSO composites decrease in comparison with the PP/APP/PER ternary composite. The digital photographs demonstrated that HSO could promote to form the homogenous and compact intumescent char layer. Thus, a suitable amount of HSO plays a synergistic effect in the flame retardancy.     

新型膨胀阻燃剂在钢结构防火涂料中的应用

将新型磷酸酯三聚氰胺盐阻燃剂应用于钢结构防火涂料中,研究其在不同聚合物基料中的防火效果,并与传统膨胀阻燃剂的耐火性能进行比较。耐火时间测试结果表明采用丙烯酸树脂和醇酸树脂复配体系作为树脂基料的防火涂料具有良好的耐火性能(耐火时间65min)、均匀致密的膨胀炭层,涂料流平性好,易于涂刷。与传统膨胀阻燃剂相比,添加新型磷酸酯三聚氰胺盐阻燃剂的防火涂料具有更好的防火性能,其耐火时间更长,膨胀炭层结构更加均匀、致密、强度更高。     

APP-DAP-CS 膨胀阻燃体系阻燃聚甲醛研究

为提高聚甲醛（POM）的阻燃性能,以聚磷酸铵（APP）-磷酸氢二铵（DAP）-玉米淀粉（CS）为膨胀阻燃体系,将其与POM 通过熔融共混制备了阻燃POM 复合材料。并采用氧指数（LOI）仪、水平垂直燃烧（UL-94）测定仪、热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）、扫描电镜（SEM）及锥形量热仪（CONE）等仪器对所制备的样品进行了测试与表征,结果表明：当复配膨胀体系中APP ∶ DAP ∶ CS=4 ∶ 3 ∶ 1 时,阻燃POM 的LOI 可达38,UL-94 等级为V-1 级,热释放速率和总释热量均较小,炭层结构致密稳定,说明APP-DAP-CS 膨胀阻燃体系能够有效抑制POM的燃烧,具有良好的阻燃作用。     

石墨阻燃型高效节能复合墙体保温板

保温墙体是节能建筑的重要组成部分,实现保温与结构一体化是未来节能建筑的发展方向。传统的有机保温材料发泡聚苯乙烯(EPS)与发泡聚氨酯(PU)已被广泛用于墙体保温。随着GB 50016—2014《建筑设计防火规范》对建筑防火等级要求的提高,开发阻燃型的墙体保温材料势在必行。本保温板以3~5 mm和0.5~1 mm 2种粒径的EPS颗粒为主要原材料,经级配设计后作为骨料,以PU作为胶结料,以可膨胀石墨作为阻燃剂,制成阻燃型的复合保温材料芯材;以聚合物水泥砂浆作为面层并以耐碱玻璃纤维方格网作为增强材料制成复合墙体保温板。该保温板可以作为节能建筑外墙、外侧梁柱混凝土施工的模板,经热工分析,复合板材可以达到节能65%以上的总体要求,可以在节能建筑工程中推广使用。     

聚磷酸铵和三氧化钼对聚氨酯软泡阻燃性能的影响

以聚磷酸铵（APP）和三氧化钼（MoO3）为阻燃剂,采用一步发泡法制备阻燃聚氨酯软质泡沫（FPUF）,通过扫描电镜、氧指数仪、热重分析仪和锥形量热仪等测试手段研究了MoO3和APP对聚氨酯软泡的泡孔结构、热稳定性、阻燃性能以及产烟量的影响规律。研究表明：MoO3和APP均能提高聚氨酯软泡的阻燃性能,与纯聚氨酯软泡相比,当APP和MoO3的添加量均为7.5%时,阻燃聚氨酯软泡的总热释放量和总产烟量分别降低了44.2%、66.3%,表现出很好的阻燃和抑烟性能;探讨了APP和MoO3阻燃聚氨酯软泡的阻燃作用机理,APP在气相和凝聚相发挥阻燃作用,在气相中通过生成含磷官能团捕获气相中的自由基,在凝聚相中发挥催化成炭的作用,MoO3能促进热裂解聚氨酯催化成炭,提高成炭率,使炭层致密,并提高聚氨酯软泡的热稳定性,有效提高聚氨酯软泡的火灾安全性。     

改性聚氨酯硬泡复合材料的阻燃性能研究

针对建筑保温材料所使用的硬质聚氨酯泡沫易燃的问题,对硬质聚氨酯泡沫进行化学接枝改性,使三聚氰胺基团均匀分散在阻燃材料体系中,通过对材料进行阻燃性能测试、力学性能测试、燃烧性能测试和扫描电镜分析,考察其在氢氧化镁/聚磷酸铵体系中的阻燃性能、压缩性能和抑烟性能。实验结果表明：三聚氰胺结构改性在对材料的压缩性能削弱较小的情况下可以大大提高纯聚氨酯材料的阻燃性能,不添加任何阻燃剂极限氧指数便可达26.4％,在氢氧化镁和聚磷酸铵协同阻燃体系中,极限氧指数可达28.4％,同时达到UL-94的V0等级。改性复合材料热释放速率最小可达到101.9 kW/m2,相较纯聚氨酯材料最大可下降35.3％,燃烧时产生的烟气释放速率相较纯聚氨酯最大可下降56.6％,并且形成致密的炭层,具有十分良好的阻燃效果。     

无卤阻燃剂对聚乳酸火灾危险性的影响

以聚磷酸铵(APP)和磷酸三苯酯(TPP)两种不同阻燃剂与纯聚乳酸(PLA)进行溶液共混制备阻燃聚乳酸复合材料,并测量其极限氧指数、垂直燃烧级别和产生烟气的烟密度,研究阻燃性能和生烟性能。结果表明:在添加量较少时,APP对PLA的阻燃效果好,随着添加量的增加,TPP对PLA的阻燃效果更好;生烟量随阻燃性的增加而增加。建议复合阻燃材料中加入抑烟剂。     

植酸三聚氰胺盐阻燃环氧树脂研究

利用生物基阻燃剂植酸三聚氰胺盐 (MPA) 阻燃改性环氧树脂并对其性能进行研究。通过红外光谱 (FTIR) 以及X射线光电子能谱 (XPS) 对MPA化学结构进行表征。利用热重分析仪 (TGA)、极限氧指数测试仪 (LOI)、垂直燃烧测试仪 (UL-94) 及锥形量热测试仪 (CC) 研究阻燃环氧树脂的热稳定性及阻燃性能。热重分析结果表明，MPA阻燃剂在800 ℃残炭达到25.6%，引入环氧树脂后可提升材料高温区热稳定性。垂直燃烧测试显示MPA在15%添加量下可赋予环氧树脂UL-94 V-0等级，表明MPA对环氧树脂有较好的阻燃效果。进一步锥形量热结果表明，MPA的加入显著降低了环氧树脂的热释放速率及总热释放，同时表现出优异的抑烟性能。     

可膨胀石墨对改性硅橡胶膨胀及燃烧性能的影响

硅橡胶是有机-无机材料,是一种优良的阻燃材料,在许多领域得到应用,硅橡胶膨胀化后可以扩大其在高端制造和动力电缆防护领域的应用。以可膨胀石墨为膨胀阻燃剂,添加不同含量次磷酸铝制备膨胀硅橡胶材料,研究了硅橡胶的膨胀阻燃性能。采用氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、热失重分析（TGA）、膨胀测试、力学性能等手段对其进行了研究。结果表明：次磷酸铝和可膨胀石墨为1:1 时,LOI 达到40.8%,UL-94 达到V-0 等级,力学性能也达到了最佳,从锥量结果看,二者复配时pHRR 从455 kW/m2 降低到259 kW/m2,且膨胀效果好,炭层强度增强。