二乙基次膦酸铝/三聚氰胺聚磷酸盐复配阻燃三元乙丙橡胶的性能

采用二乙基次膦酸铝(ADP)与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了EPDM阻燃材料,研究了ADP/MPP填充量及配比对EPDM燃烧性能及力学性能的影响。结果表明,ADP与MPP复配使用,可提高EPDM的阻燃性能,二者具有协同作用;当二者总添加量为30份、质量比为2∶1时,材料的极限氧指数可达到36%,最大热释放速率下降50.2%,总释放热降低25.9%,总生烟量降低22.3%,且EPDM的力学性能能够满足使用要求,拉伸强度为19.5 MPa,扯断伸长率为427%,邵尔A硬度为78,300%定伸应力为10.3 MPa。     

硼酸锌对氮磷协效阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响

为提高三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸盐(OP)协效阻燃玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)的综合性能,引入少量的无机阻燃剂硼酸锌(ZB)作为协效剂,系统研究了不同添加量的ZB对阻燃材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和白度的影响。结果表明,当MPP和OP的总添加量为15%,复配0.5%的ZB时,阻燃GF增强PA66的垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V–0级,且热释放总量由MPP/OP体系的15.4 k J/g降为13.7 k J/g;ZB的引入促进了连续、致密炭层的形成,增强了凝聚相阻燃;ZB增强了阻燃材料的热稳定性,ZB复配量为1.0%的阻燃材料的初始降解温度提高到了301℃,有效避免了加工过程中的降解;当ZB添加量为1.0%时,阻燃材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别为100.9 MPa和4.22 k J/m~2,均优于未添加阻燃剂的纯GF增强PA66;同时,样品的白度得到了明显提升,有利于阻燃GF增强PA66的工业化应用。     

新型膨胀阻燃聚丙烯结构与性能研究

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膨胀阻燃聚丙烯(PP).研究了MPP/PEPA质量比和Cr2O3用量对PP阻燃和力学性能的影响.结果表明,MPP/PEPA质量比为3:2时,复配效果最好;添加少量的Cr2O3即可显著提高材料的阻燃性能.当MPP,PEPA,Cr2O3添加质量分数分别为12%,8%和2%时,阻燃PP的氧指数高达31.5%,且具有较好的力学性能.热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)和Kissinger动力学分析表明添加Cr2O3可催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进材料成炭,减缓材料的热降解速率,提高材料隔热、隔氧能力.     

PP/MPP/PEPA的制备及其热降解性能研究

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膨胀阻燃聚丙烯(PP),研究了各组分质量比对PP阻燃性和热降解性能的影响.结果表明:MPP与PEPA质量比为3:2时,阻燃复配效果最好;且添加阻燃剂质量分数为20%时,极限氧指数达到27%,UL达到Ⅴ-0级;热失重分析结果表明,MPP/PEPA可以延缓PP的分解;利用Kissinger法求取了材料的活化能,发现添加阻燃剂后,材料的活化能提高;残留物的红外光谱分析结果表明,MPP复配PEPA后,保留了更多的PP特征峰;体视显微镜和扫描电镜分析表明,添加阻燃剂后,材料形成了膨胀炭层,提高了 PP阻燃性能.     

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.     

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.     

ADP-12复配无卤阻燃体系对ABS阻燃及力学性能的影响

以二乙基次磷酸铝(ADP-12)为主阻燃剂,并用协效阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)制备无卤阻燃ABS复合材料,研究了各复配阻燃体系的热降解性能及其阻燃ABS材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,ADP-12/MCA阻燃体系较ADP-12/MPP阻燃体系对ABS有着更好的成碳作用,使用ADP-12/MCA(10phr/20phr)制备的ABS阻燃材料氧指数达到39%,垂直燃烧显示出V-1级;填加阻燃剂后的ABS断裂伸长率、冲击强度损失较大,通过扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、相差显微镜(PCM)分析发现,阻燃剂在ABS中的团聚是造成ABS力学性能下降的原因。     

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。     

磷–氮膨胀型阻燃剂复配协同阻燃聚甲醛的研究

采用磷–氮复配膨胀型阻燃剂(50A)与酚醛树脂(PF)进行复配,研究了不同配比对聚甲醛(POM)的阻燃性能和力学性能的影响。通过垂直燃烧试验、极限氧指数法、热重分析研究了复配阻燃剂对POM的阻燃作用,并对阻燃POM材料燃烧后的残炭进行红外分析。结果表明,采用50A/PF复配的阻燃POM材料的垂直燃烧级别达到UL94 V–1级,极限氧指数可达26.7%;热重分析显示,阻燃POM材料在800℃时的残炭率显著提高;红外光谱分析证实了50A与PF在POM中有良好的协效阻燃作用。     

膨胀型阻燃剂PEPA/MPP阻燃LGFPP性能研究

将季戊四醇磷酸酯(PEPA)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成一种膨胀型阻燃剂(IFR),用于对长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)进行阻燃。采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、扫描电子显微镜观察、热重分析、力学性能测试等方法探讨了该IFR组成对LGFPP的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能的影响。结果表明,IFR的总添加量为20%,当PEPA与MPP质量比为11∶9时,复配阻燃效果最佳,阻燃LGFPP的极限氧指数值为26.1%,UL–94燃烧等级达到V–0级;生成的炭层致密、连续性好且稳定;阻燃LGFPP表现出较好的热稳定性与力学性能。     

阻燃聚甲醛的研究

通过阻燃剂的筛选实验，正交实验和配方实验研制了阻燃聚甲醛（POM），并研究了阻燃POM的成型加工工艺。结果表明，最适于POM的阻燃剂为三聚氰胺，聚磷酸铵（APP）和季戊四醇双磷酸酯三聚氰铵盐（MPP）；将这三种阻燃剂复配使用，其效果比单独使用好，具有协同作用，在100份POM中加入40份APP和MPP的混合物及20份三聚氰胺，可使阻燃POM的氧指数达到49％；在100份POM中加入30份APP和MPP的混合物，20份三聚氰胺及10份吸醛剂A，可使阻燃POM的氧指数达到50％，垂直燃烧达FV－0级，两者的力学性能下降率小于50％＜阻燃POM挤出造粒时宜采用渐变式螺杆挤出机；注塑时宜采用螺杆式注塑机，挤出和注射成型的工艺条件与普通POM相同。     

MPP无卤阻燃聚丙烯纤维的辐照改性研究

采用自制季戊四醇螺环磷酸酯双蜜胺盐(MPP)无卤阻燃剂与聚丙烯(PP)进行共混纺丝,制备了无卤阻燃PP纤维,采用低能电子辐照对无卤阻燃PP纤维进行改性,并对MPP的结构、PP纤维的力学性能及阻燃性能进行了表征。结果表明:自制MPP为预期结构;随着MPP含量的增加,PP纤维的极限氧指数(LOI)增大,但其断裂强度有所下降;MPP质量分数为8%时,纤维断裂强度为6.02 cN/dtex,LOI为24.5%;随低能电子辐照量的增大,MPP质量分数8%的阻燃PP纤维的LOI大幅度增加;当电子辐照量为200 kGy时,阻燃PP纤维的LOI为33.8%,断裂强度为3.08 cN/dtex,起始分解温度和残炭率比纯PP纤维均有较大幅度增加,燃烧形成连续致密的炭层。     

自然老化对膨胀阻燃LGFPP复合材料燃烧性能的影响

通过熔融共混法制备出膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP/IFR)复合材料,利用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析等表征手段研究了户外自然条件下,不同自然老化时间对LGFPP/IFR复合材料燃烧性能的影响。结果显示,在LGFPP/IFR复合材料的自然老化过程中,PP基体及IFR会发生降解,导致长时间老化后试样的燃烧性能下降,但在老化初期阻燃剂的迁移效应依然占主导地位。当老化时间为6个月时,试样的LOI达到最大值,为28.2%,其热释放速率峰值、总热释放量以及生烟速率均为最小值,表明复合体系的阻燃性能有所提高。扫描电子显微镜测试结果表明,试样燃烧后形成炭层的致密性是影响复合体系燃烧性能的关键因素。     

三聚氰胺聚磷酸盐/硼酚醛协效体系阻燃PA66/GF复合材料的研究

采用氮磷型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与硼改性酚醛树脂(BPF)组成的复合阻燃体系对玻纤(GF)增强尼龙66( PA66)复合材料进行阻燃,获得了阻燃性能优异、力学性能良好的增强复合材料,研究了协效阻燃剂BPF/MPP配比、BPF/MPP用量及GF用量对阻燃复合材料阻燃性能的影响,采用微型燃烧量热和质量保持率分析方法研究了阻燃复合材料的燃烧及成炭行为,对复合阻燃剂的协效机理进行了讨论.结果表明,当BPF在BPF/MPP中的质量分数为15％时,添加25％ BPF/MPP复合阻燃剂可使20％ GF增强PA66复合材料达到V-0( 1.6 mm)阻燃级别,极限氧指数增加至25.3％,拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度分别为116 MPa,132 MPa,7.1 kJ/m2.该复合材料可满足高性能无卤阻燃的使用要求.     

Flammability characteristics and performance of halogen‐free flame‐retarded polyoxymethylene based on phosphorus–nitrogen synergistic effects

The flammability characteristics and thermal stability of a novel halogen‐free flame‐retardant compounding system based on polyoxymethylene (POM) were studied, and a very effective flame retarding formulation for POM was developed from a combination of ammonium polyphosphate (APP), melamine cyanurate (MC), novolak, and dipentaerythritol. The decomposition behavior of POM compounds was evaluated by thermogravimetric analysis. The compound shows optimal flame retardancy with a limiting oxygen index of 52.8 and flammability rating of UL94 V‐0, when 27 wt % APP, 9 wt % MC, 4 wt % novolak, and 4 wt % dipentaerythritol are simultaneously incorporated into POM. The presence of novolak and dipentaerythritol as char‐forming agents results in a dense and compact multicellular char residue for the test bar after combustion, while Fourier transform infrared spectra confirm a characteristic phosphorous‐ and carbon‐rich char resulting from the APP/MC formulation. The pyrolysis–gas chromatography/mass spectrometry analysis indicates that highly flammable formaldehyde gas, the main pyrolysis product of POM, is annihilated by amide derivatives produced by the pyrolysis of MC, imparting better flame retardancy. The comprehensive flame‐retardant mechanisms based on phosphorus–nitrogen synergism promote the high flame retardancy of POM to reach the nonflammability of V‐0 rating. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

Influence of modified ammonium polyphosphate on the fire behavior and mechanical properties of polyformaldehyde

In this work, three kinds of APP, coated with melamine (MF-APP), silane (GW-APP), epoxy (MC-APP) were employed to compound with novolac resin (Novolac) and melamine (ME), aimed to study the effect of the modified APP on the flame-retardant performance, mechanical properties, and thermal stability of polyformaldehyde (POM). The results showed that composites with modified APP exhibited better flame retardant and mechanical performance than that with unmodified APP. In contrast, GW-APP had the best synergistic effect with Novolac and ME, and POM/GW-APP composites reached UL-94 V-0 rating and its limit oxygen index (LOI) value was up to 34.0%. The morphology of the carbon layer showed that the silane coating material can promote the charring process in condensed phase better than epoxy and melamine coating materials in flame retardant POM system, leading to the formation of integrated char layers with more quantity and higher quality, which effectively delayed the mass and heat transfer during combustion.     

Synergistic effects of molybdenum disulfide on a novel intumescent flame retardant polyformaldehyde system

A novel intumescent flame retardant (IFR) composed of ammonium polyphosphate (APP), benzoxazine containing trialkoxysilane (BA-a-Si) and melamine (ME), is compounded with different specifications of MoS₂ as synergist to flame retard polyformaldehyde (POM). The flame retardancy and mechanism of the composites are analyzed by limiting oxygen index (LOI), vertical combustion (UL-94) and cone calorimeter. At the same time, the mechanical properties and lubricating properties are tested by electromechanical testing machine and wear testing machine. The experimental results show that MoS₂ has a good synergistic effect with IFR, and the smaller the average particle size of MoS₂ is, it seems to be more beneficial to improve the flame retardancy of POM composites. Only a small amount of MoS₂ (0.8 wt%) is needed to synergize with IFR, the flame retardant POM composite (FR-POM) can achieve UL-94 (3.2 mm) V-0 rating, LOI of 62.5%, and heat release rate reduction of 25.3%, total smoke release decreased by 29.5%. In addition, from the mechanical properties analysis, it is found that the microscale MoS₂(M2) can better improve the bending and tensile properties of the FR-POM composites, while the nanoscale MoS₂(N80) is more helpful to improve the lubricating properties.     

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。     

正交实验法研究香蕉纤维/环氧树脂复合材料的性能

采用正交试验方法分别探讨了阻燃纤维含量、阻燃剂含量、阻燃剂配比、纤维长度对复合材料燃烧性能及力学性能的影响,采用极差分析方法对试验结果进行了分析,找出最佳的配方,然后与其它添加不同种类的阻燃剂的复合材料进行性能比较。结果表明,当纤维长度5mm、阻燃纤维质量为总质量的10%、阻燃剂质量为环氧树脂质量的40%、三聚氰胺焦磷酸盐（MPP）和季戊四醇（PER）配比为3∶1时,复合材料的拉伸强度为20.45MPa,氧指数为33.7,垂直燃烧达到UL94V-O级。燃烧性能和力学性能与环氧树脂相比较,有较为显著的提高,综合性能最好。在纤维长度、阻燃纤维含量、阻燃剂含量都相同的情况下,添加不同种类的阻燃剂,其中添加MPP和季戊四醇的复合材料性能最好。     

阻燃成炭剂trimer和微胶囊红磷复配阻燃聚甲醛的研究

采用兼具阻燃和成炭作用的笼状磷酸酯三（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环［2.2.2］辛烷-4-亚甲基磷酸酯）（trimer）和微胶囊红磷（MRP）复配阻燃聚甲醛（POM）。采用垂直燃烧试验、极限氧指数和热重分析研究复配阻燃体系对POM的阻燃性能,并对阻燃POM的力学性能进行分析。结果表明,trimer和MRP有很好的协同阻燃性能;trimer/MRP/ME的添加量为23 %时,阻燃聚甲醛达到UL 94 V-0,极限氧指数最高达29.4 %。