三聚氰胺氰尿酸盐/氧化锑/石墨烯复合阻燃玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料

研究了阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）/氧化锑（Sb2O3）和石墨烯（GP）对玻璃纤维（GF）增强聚酰胺6（PA6）复合材料性能的影响。结果表明,MCA/Sb2O3（质量比为70/30）的加入改善了PA6和GF的相容性,与不添加阻燃剂的PA6/GF相比,当MCA/Sb2O3含量为30份时,复合材料的强度、刚性和阻燃性能显著提高;GP的加入对PA6/GF的力学性能影响不大,但阻燃性能明显提高,当GP的含量为0.3份时,复合材料的极限氧指数达到30.1 %,阻燃等级达到UL 94 V-0级;GP在PA6/GF的燃烧过程中具有促进炭化和发泡双重作用。     

溴化聚苯乙烯阻燃长玻璃纤维/PA6复合材料性能的研究

利用溴化聚苯乙烯(BPS)协同三氧化二锑(Sb2O3)制备新型卤素阻燃长玻璃纤维(LGF)增强尼龙6复合材料(BPS/LGF/PA6),通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了BPS协同Sb2O3对LGF/PA6复合材料阻燃性能影响。结果表明,在BPS与Sb2O3的协效阻燃体系的质量分数为16%时,可使BPS/LGF/PA6复合材料的阻燃等级达到FV-0级,LOI为25.2%。而且,BPS协同Sb2O3能提高BPS/LGF/PA6复合材料的热稳定性,缓解PA6分解速率,从而起到良好的阻燃作用,成功地解决了玻纤增强材料燃烧时的"烛芯效应"问题。     

阻燃型LGF/PA6复合材料的制备及阻燃机理研究

利用溴化环氧树脂(BER)协同三氧化二锑(Sb2O3)制备新型卤素阻燃长玻纤增强尼龙6复合材料(FR/LGF/PA6)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)、红外光谱分析(FTIR)等方法研究了BER协同Sb2O3对长玻纤增强尼龙6复合材料阻燃性能影响。结果表明:在BER与Sb2O3的协效阻燃体系质量分数为12%时,可使FR/LGF/PA6复合材料的阻燃等级达到FV-0级,LOI为23.9%,且力学性能表现为最佳。锥形量热与热失重分析均表明:BER协同Sb2O3能提高FR/LGF/PA6复合材料的热稳定性,缓解PA6分解速率,从而起到良好的阻燃作用,成功地解决了玻纤增强材料燃烧时的"烛芯效应"问题。红外光谱和锥形量热分析表明:LGF/PA6与FR/LGF/PA6复合材料热处理后的炭层结构不完全相同,说明了BER协同Sb2O3不仅在气相发挥阻燃作用,在固相也同样发挥阻燃作用。     

DBDPE-Sb2O3复合阻燃长玻纤增强聚丙烯性能的研究

采用十溴二苯乙烷(DBDPE)协同三氧化二锑(Sb2O3)组成复合阻燃剂DBDPE-Sb2O3阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP),通过氧指数测定仪、水平-垂直燃烧试验仪、锥形量热仪、万能试验机和冲击试验机研究了DBDPE-Sb2O3的用量对DBDPE-Sb2O3/LGFPP复合材料的阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当DBDPE-Sb2O3复合阻燃剂质量分数为16%时,DBDPE-Sb2O3/LGFPP复合材料的氧指数和垂直燃烧等级分别达到了26.54%和FV-0级,且力学性能最优;DBDPE-Sb2O3提高了复合材料的热稳定性,降低了复合材料的热释放速率平均值及峰值,延缓了复合材料的引燃时间。     

聚磷酸酯三聚氰胺在玻璃纤维增强尼龙6中的阻燃性能研究

以聚磷酸酯三聚氰胺(MPP)、改性烷基苯酚甲醛树脂(MAR)为阻燃剂,通过二者之间的协同效应改善尼龙6/玻璃纤维(PA6/GF)复合材料的阻燃性能。采用熔融共混法制备了添加不同MPP/MAR用量的PA6/GF复合材料,通过测定极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、炭层形貌研究了二者的协同阻燃机理,并测试了PA6/GF复合材料的力学性能。结果表明:当MPP/MAR用量比为10/10时,LOI达到最大值29.3%,垂直燃烧等级为V-0级,热释放速率最低,仅为116.3 kW/m~2;添加MPP及MAR对于提高PA6/GF复合材料的力学性能具有一定作用。     

玻璃纤维对高抗冲聚苯乙烯阻燃性能的影响

以玻璃纤维(GF)为增强剂、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为基体,制备了一系列HIPS/GF复合材料,采用极限氧指数、锥形量热分析、扫描电镜、热重分析等方法研究了复合材料的燃烧性能。结果表明:GF的添加能使HIPS材料的极限氧指数有所提高,但其影响并不显著。随着GF用量的增加,HIPS/GF复合材料的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO释放量均明显降低,同时表现出较好的阻燃和抑烟性能。GF的最佳用量约为30%,过多的GF并不能进一步提高HIPS材料的阻燃和抑烟性能。GF含量越高,HIPS/GF复合材料的质量损失速率越小,而GF的存在对HIPS的热分解行为影响很小。     

PA6/季膦盐改性MMT纳米阻燃复合材料的制备及性能研究

首先采用十六烷基三苯基溴化磷改性处理后的蒙脱土(PMMT)与己内酰胺原位聚合,制得聚酰胺6(PA 6)/PMMT纳米复合材料,然后加入三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)/季戊四醇(PER)/聚磷酸铵(APP)复合阻燃体系(cMPA),采用熔融共混的方式制备了PA 6/PMMT/cMPA纳米阻燃复合材料,考察了复合材料的阻燃性能、热稳定性能、力学性能。结果表明:PMMT在PA 6中主要以插层/剥离型结构存在;添加PMMT质量分数2.5%,cMPA质量分数7.5%,PA 6/PMMT/cMPA纳米阻燃复合材料燃烧时的释热速率、质量损失速率、点燃时间、总释放热均大幅减小,极限氧指数提高至30.4%,燃烧等级达到UL94 V-0级,拉伸强度为89.5 MPa,弯曲强度为138.1 MPa,弯曲模量为2 735 MPa,优于纯PA 6的力学性能,且热稳定性与纯PA 6的接近。     

氧化亚铜/三氧化钼对RPUF阻燃抑烟性能的影响

比较了氧化亚铜(Cu_2O)与三氧化钼(MoO_3)填充可膨胀石墨(EG)/甲基磷酸二甲酯(DMMP)阻燃的硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)氧指数(LOI)、烟密度(SDR)、热释放速率(HRR)和残炭率等的差异,并对其力学性能、阻燃性、燃烧性能及炭层形貌等进行了研究。结果表明,抑烟剂的添加使比压缩强度先增加后降低,但对比冲击强度和氧指数的提高收效甚少。抑烟剂添加量为10份时效果最优,6份时抑烟效率最高,MoO_3的抑烟效果优于Cu_2O。添加抑烟剂显著降低了产烟量,提高了残炭率,对热释放速率和总热释放量(THR)的降低影响较小。抑烟剂的添加促进了成炭效应,炭层结构越致密,残炭率越高,单位质量烟密度等级(SDRpm)越小。     

MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6性能的影响

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/多壁碳纳米管/十溴二苯乙烷-三氧化二锑(PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3)阻燃复合材料,通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL 94)、热重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等方法研究了不同质量比的MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料阻燃性能、热稳定性、力学性能以及非等温结晶行为的影响。结果表明:MWNTs的加入起到异相成核剂的作用,提高了复合材料的结晶速率且改变复合材料的晶型,同时使复合材料的热稳定性能得到改善。其中,当MWNTs含量为1%、DBDPE-Sb2O3含量为15%时,PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料的LOI可达30.72%,垂直燃烧等级达到FV-0级,同时复合材料具有较好的力学性能。     

PA6/ODOPB/GNPs阻燃复合材料及纤维的制备与性能表征

将磷系阻燃剂10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)与纳米石墨片(GNPs)复配加入到聚酰胺6(PA 6)聚合体系中,通过原位聚合的方式制备了PA 6/ODOPB/GNPs复合材料,再经熔融纺丝得到PA 6/ODOPB/GNPs复合纤维,并对复合材料及纤维的阻燃性能进行了研究。结果表明:ODOPB的加入导致复合材料的相对黏度下降,GNPs的添加对复合材料的相对黏度无明显影响;ODOPB与GNPs的复配协同作用提升了复合材料及纤维的阻燃抗熔滴性能,表现为凝聚相阻燃作用,ODOPB对PA 6具有优异的阻燃效果,GNPs具有优异的抗熔滴和抑烟效果;当添加ODOPB质量分数为5%、GNPs质量分数为2%时,复合材料的极限氧指数(LOI)可达31.8%,垂直燃烧达到V-0等级,复合纤维的LOI达29.8%;加入ODOPB及GNPs均会导致复合纤维的力学性能下降,当ODOPB质量分数为5%、GNPs质量分数为2%时,所得复合纤维的断裂强度从纯PA 6纤维的3.3 cN/dtex下降至1.5 cN/dtex。     

一种新型次膦酸盐阻燃PA6的制备及其阻燃性能

采用新型阻燃荆苯基次膦酸铝和MC复配阻燃体系对玻纤增强PA6进行阻燃改性.通过热失重分析研究了引入阻燃剂对PA6热分解过程的影响;通过氧指数和垂直燃烧测试研究PA6复合体系的阻燃性能.结果表明:当阻燃剂添加量为18%时,玻纤含量为30%的改性PA6的氧指数和垂直燃烧测试分别达到32%和V-0级.     

无卤阻燃增强PA66的研制及其在断路器外壳中的应用

采用红磷母粒阻燃玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66),并添加适当的添加剂,制备了无卤阻燃增强PA66;考察了阻燃剂、增容剂及其它助剂对材料性能的影响。结果表明,该材料具有较高的力学性能、电绝缘性能和阻燃性能;用该材料制备的断路器外壳具有较好的阻燃性能及电绝缘性能,产品质量得到了客户认可。     

A phosphorus‐containing inorganic compound as an effective flame retardant for glass‐fiber‐reinforced polyamide 6

A novel inorganic compound, aluminum hypophosphite (AP), was synthesized successfully and applied as a flame retardant to glass‐fiber‐reinforced polyamide 6 (GF–PA6). The thermal stability and burning behaviors of the GF–PA6 samples containing AP (flame‐retardant GF–PA6) were investigated by thermogravimetric analysis, vertical burning testing (with a UL‐94 instrument), limiting oxygen index (LOI) testing, and cone calorimeter testing (CCT). The thermogravimetric data indicated that the addition of AP decreased the onset decomposition temperatures, the maximum mass loss rate (MLR), and the maximum‐rate decomposition temperature of GF–PA6 and increased the residue chars of the samples. Compared with the neat GF–PA6, the AP‐containing GF–PA6 samples had obviously improved flame retardancy: the LOI value increased from 22.5 to 30.1, and the UL‐94 rating went from no rating to V‐0 (1.6 mm) when the AP content increased from 0 to 25 wt % in GF–PA6. The results of CCT reveal that the heat release rate, total heat release, and MLR of the AP‐containing GF–PA6 samples were lower than those of GF–PA6. Furthermore, the higher additive amount of AP affected the mechanical properties of GF–PA6, but they remained acceptable. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

BPS/有机氮磷复合阻燃增强增韧PA66材料的性能

以溴化聚苯乙烯(BPS)和自制的有机氮磷阻燃剂(NPR)为尼龙(PA)66的阻燃剂,以短切玻璃纤维为增强剂,加入增韧剂三元乙丙橡胶,制备了阻燃增强增韧PA66材料,研究了阻燃剂的加入及复配对材料力学性能、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧性能、最大烟密度、热稳定性等性能的影响。结果表明,相对于BPS,NPR对材料力学性能的不利影响更大,单独使用BPS时材料的阻燃效果较差,而单独使用NPR可明显提升材料的阻燃性能,当NPR质量分数为15%时,材料的LOI为34%,垂直燃烧等级达到V–0级,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别为161,224 MPa和12 kJ/m~2。在阻燃剂总质量分数为15%的条件下,与单独使用NPR相比,BPS与NPR的复配进一步降低了材料的拉伸与弯曲强度,但在保持阻燃性能的同时降低了材料成本。NPR的加入导致材料最大烟密度有所增大,热降解提前,而BPS与NPR的复配进一步增大了材料的最大烟密度,使热降解有所延后。     

一种三嗪阻燃剂对玻纤增强PET体系性能的影响

比较了新型阻燃剂无析出阻燃剂A和十溴联苯醚对玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）体系的阻燃和力学性能的影响以及阻燃剂在体系中的抗析出性能。结果表明，两种阻燃剂对体系性能的贡献几乎一样，但无析出阻燃剂A具有良好的抗析出性。借助扫描电镜（SEM）对体系的微观结构的分析发现无析出阻燃剂A在PET基体中分散均匀，颗粒尺寸小而一致。在不同工程塑料中加入无析出阻燃剂A后发现，PET体系的阻燃性能明显高于而力学性能则大大低于PBT和尼龙体系，这在很大程度上是由于无析出阻燃剂A体系使PET树脂摩尔质量降低所致。此外，还讨论了玻纤对十溴联苯醚阻燃PET的影响。适当提高玻纤的加入量，不仅可以提高体系的力学性能，还可以改善其阻燃性能。     

玻纤增强阻燃PET的研制

研制了一种玻纤增强阻燃聚对苯二甲酸乙二酯(PET),着重考察了滑石粉、苯甲酸钠、Na2CO3、硬脂酸镁、ZnO及自制的几种结晶成核剂对材料力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明,在没有加入结晶成核剂的情况下,单独加入玻纤对PET的增强增韧效果并不明显;适当的结晶成核剂能明显提高玻纤增强PET的力学性能,并改善其熔体流动性,促进PET制品定型,缩短生产周期;添加12份十溴二苯醚/Sb2O3复合阻燃剂,可使玻纤增强PET的阻燃性能达到UL94 V-0级。     

Melamine polyphosphate/silicon‐modified phenolic resin flame retardant glass fiber reinforced polyamide‐6

The halogen‐free flame retardance of glass fiber reinforced polyamide‐6 (PA6) is an everlastingly challenge due to well‐known wick effect. In this research, a novel system composed of a nitrogen–phosphorous flame retardant, melamine polyphosphate combined with a macromolecular charring agent, silicon‐modified phenolic resin (SPR), was employed to flame‐retard glass fiber reinforced PA6. It exhibited obvious synergistic effect between the two components at a proper ratio range. The flame retardance of the composites can be remarkably improved due to the increased amount and improved thermal stability of the produced char. The flame resistance tests indicated that the synergism system with an optimized ratio achieved V0 (1.6 mm) rating of UL94, 25.2% of Limited Oxygen Index, and only 338.2 W/g of the heat release peak rate. The corresponding synergistic mechanisms were investigated by the characterizations including the thermal gravimetric analysis, carbonation test, and the char morphology observation. It confirmed that the introduced SPR could accelerate the carbonation of PA6 resin, which was in favor of the construction of denser and more continuous charring structure. In addition, the flame retardant materials also indicated the acceptable mechanical properties, showing the advantages in the overall performance. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

Investigation of flame retardancy and physical–mechanical properties of zinc borate/boric acid polyester composites

The glass fiber reinforced polyester composite materials were prepared with varying contents of boric acid, zinc borate, and magnesium hydroxide as flame retardants to improve the flame retardancy of the composites. Experimental results showed that boric acid exhibited a good flame retardant effect on the polyester composite. When boric acid content is used as 15 wt %, the Limiting Oxygen Index (LOI) value of the composite reached upto 25.3. The increase in boric acid content from 15 to 30 wt %, the LOI values of composite were enhanced from 25.3 to 34.5 by 9.2 units. The LOI values of the composite samples increased with increasing boric acid content. The smoke density results showed that the addition of glass fiber and flame retardants decreased the smoke density of the unreinforced polyester resin. The mechanical properties of the composites have decreased by the addition of flame retardants. The scanning electron micrographs taken from fracture surfaces were examined. The flame retardants, such as boric acid, were well dispersed in the glass fiber reinforced polyester composites and obviously improved the interfacial interaction between glass fibers and polyester composites. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

聚磷酸三聚氰胺对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂——聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66进行阻燃,以氧指数和垂直燃烧(UL94)评价了其阻燃作用;以热失重测定了材料的热分解性能;以扫描电镜观察了材料残炭的结构;并探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。试验表明,单一MPP对玻纤增强PA66有良好的阻燃效果,当添加25％时,阻燃材料的氧指数为38,0％,达到UL94V-0级;MPP参与了玻纤增强PA66的降解过程,在材料表面形成了致密的隔热、隔氧的泡沫炭层。     

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6(PA6)/50%（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50%GF、PA56/50%GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。