一种环状磷酸酯的合成及其阻燃性能测定

以新戊二醇、三氯氧磷和1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷(THPE)为原料合成了一种环状磷酸酯阻燃剂1,1,1-三[4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯基]乙烷(简称DOPC-THPE),采用红外光谱、氢谱、碳谱、磷谱表征了其化学结构。将合成阻燃剂添加到聚丙烯(PP)中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)实验测定了材料的阻燃性能,同时利用热重分析(TGA)表征了阻燃剂和材料的热稳定性。结果表明,DOPC-THPE具有较好的热稳定性和成炭性,700℃残炭量达35.9%,添加量为30%(质量分数,以材料总质量计)时可使PP的LOI值从17.5%提高到25.0%,通过垂直燃烧V-1级。     

笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂的合成及阻燃性能研究

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料合成了笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂，根据该阻燃剂的膨胀率及剩碳率，确定了最优合成条件为：原料配比(磷酸：季戊四醇：三聚氰铵为3：1：1)，中间产品I的合成温度120～130℃，合成时间为90～120min，固化温度190～2l0℃，固化时间110～130min。将该阻燃剂应用于聚乙烯，取得了良好的阻燃效果。     

氯化螺环磷酸酯的合成及其阻燃性能研究

采用三氯氧磷、季戊四醇、二氯甲烷等制备了氯化螺环磷酸酯阻燃剂。对合成物进行了傅立叶红外光谱分析,确定合成物为所需物质,即3,9-二氯-2,4,8,10-四氧代-3,9二磷螺环-3,9-二氧[5,5]十一烷。通过膨胀性能、热失重、氧指数测试研究了阻燃剂的阻燃性能。结果表明,氯化螺环磷酸酯阻燃剂具有较好的膨胀阻燃性能,经过马弗炉燃烧后,阻燃剂体积膨胀了27倍,并且形成了致密、封闭的焦化炭层;经热重分析800℃残炭量达到16%;经氧指数仪测试,质量分数为10%的阻燃剂处理毛白杨木材,氧指数值达到36%,与素材相比提高了18%。     

包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

无机填料对阻燃聚丙烯土工格栅阻燃性能的影响

利用极限氧指数(LOI)、酒精喷灯燃烧实验、锥形量热仪,热重(TG)分析等方法对比研究了滑石粉、碳酸钙、硼酸锌和炭黑对阻燃聚丙烯(PP)土工格栅试样阻燃性能的影响,并分析了这几种阻燃性能测试结果之间的相关性。结果表明,LOI与酒精喷灯燃烧实验结果及点燃时间(TTI)之间的相关性较好,4种填料的加入都会降低试样的LOI和TTI,其中碳酸钙和炭黑含量较高时,试样的LOI下降幅度较大,并使试样无法通过酒精喷灯燃烧实验;但锥形量热仪测试结果表明,4种填料对试样燃烧过程的影响有所差别,硼酸锌的加入可降低试样的热释放速率(HRR)、总释放热(THR)和生烟速率(SPR);炭黑的加入提高了试样的热稳定性并降低了试样的HRR,但对THR和SPR有不利影响;滑石粉和碳酸钙的加入降低了试样的SPR,但使试样的HRR及THR增大。结合各种测试方法,可以判定4种无机填料中硼酸锌为阻燃PP土工格栅试样最适宜的无机填料。     

PP复合材料的制备及其阻燃性能研究

将碳微球(CMSs)及聚磷酸铵(APP)添加至聚丙烯(PP)中,制备了PP复合材料。采用极限氧指数(LOI)、热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)及电子万能试验机(EUT)等表征手段对PP复合材料的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能进行了测试分析,考察了APP与CMSs的质量比以及添加量对PP阻燃体系性能的影响。结果表明:在APP与CMSs质量比为4:1,总添加量为30%时,PP/CMSs/APP复合材料的LOI为28.7%,较纯PP提高了59.4%;火灾性能指数(FPI)值较纯PP提高了约5倍;热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均热释放速率(MHRR)和平均有效燃烧热(MEHC)分别较纯PP降低了31.11%、14.2%、24.5%和32.1%;火灾蔓延指数(FGI)值较纯PP降低了55.3%,且复合材料的热稳定性有所提高,成炭能力显著提升,PP的阻燃性能得到明显改善。     

新型抗氧化阻燃剂环状磷酸酯问世

一种兼具优良的抗氧性、阻燃性、无毒环保性的新型抗氧化阻燃剂一芳香族环状磷酸酯现已由大连理工大学化工学院研发成功。     

环状磷酸酯类阻燃剂的研究进展

综述了环状磷酸酯类阻燃剂的研究现状,包括合成工艺的改进、与其他阻燃剂复配协同阻燃及其在聚丙烯、环氧树脂等工程塑料以及纺织工业中的应用,并展望了环状磷酸酯类阻燃剂的发展趋势。其中合成工艺的改进主要通过添加催化剂、缚酸剂等来降低合成温度、缩短合成时间、降低成本;复配阻燃主要是以环状磷酸酯为基的磷-氮、磷-硅协同阻燃。     

磷化酚醛树脂的合成及其阻燃性能研究

以苯酚,三氯氧磷(POCl3),热塑性酚醛树脂(FR)为原料,三乙胺(Et3N)为缚酸剂合成了一种新型的含磷阻燃剂-磷化酚醛树脂(FR-P),采用红外光谱(FT IR),核磁共振磷谱(31PNMR),电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及热重分析(TG)对聚合物的结构及热性能进行了表征,探讨了合成中的各因素对反应的影响,得出了最佳的合成工艺条件,并将合成的化合物用于PC的阻燃,采用热分析法、极限氧指数法(LOI)对阻燃体系的热性能和阻燃性能进行了表征,并与PC/FR阻燃体系进行了比较。研究结果表明,FR-P在高温下的热稳定性和成炭性与FR相比有较大的提高,它能促进PC热降解时成炭,使PC的热分解速率降低,当FR-P添加量为15%时,阻燃体系的LOI达31%,且通过UL94V-1级测试,其阻燃效果远远好于FR。     

三（2,2—二溴甲基—3—溴丙基）磷酸酯的热性能及其阻燃聚丙烯的研究

对三（２,２－二溴甲基－３－溴丙基）磷酸酯（ＴＰＢ－３０７０）的热性能及其阻燃聚丙烯进行了研究。热性能研究结果表明,ＴＰＢ－３０７０的热稳定性能优于传统的ＨＢＣＤ和ＴＢＣ,起始分解温度分别高６０℃和８０℃。对其用于聚丙烯的阻燃研究中发现,在用量较低的情形下ＴＰＢ－３０７０与Ｓｂ２Ｏ３有良好的协同效应,随着用量的增加这种协同效应逐渐减弱。研究结果表明ＴＰＢ－３０７０具有优异的热稳定性和对聚丙烯优良的阻燃和加工性能。     

氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂的合成与阻燃性研究

本文对新戊二醇、溴素、三氯氧磷和环氧乙烷等为原料合成了氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂－３－溴－２,２－二甲基丙基－２－溴乙基－２－氯乙基磷酸酯（ＣＢＡＰ－９１２）,探索了温度、时间、原料配比,催化剂用量等反应条件对产率的影响。用化学方法,ＦＴＩＲ、ＴＧ等方法对该合成产物的性能和结构进行了表征。并研究了该阻燃剂在不饱和聚酯树脂和聚氯乙烯中的阻燃性,结果表明其上有良好的阻燃性能。     

三聚氰胺磷酸盐的绿色合成及阻燃性研究

以三聚氰胺和磷酸为主要原料,以去离子水为溶剂合成了三聚氰胺磷酸盐(MP);运用正交试验法设计试验方案,考察了反应物的配比、反应温度和反应时间对反应产率的影响;用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪进行了结构表征,使用极限氧指数仪和垂直燃烧仪测试了其对热塑性聚氨酯(PUR-T)弹性体的阻燃性能.研究结果表明,由FTIR谱图分析产物中含有C=N,P=O,C-N,N-H,P-OH等基团,确定了产物是MP;在合成反应中接近最佳反应的条件是:三聚氰胺与磷酸的物质的量之比为1:1、合成反应温度为95℃,合成反应时间为1.5 h,在此条件下合成MP的产率为95.17%;当将产物添加到PUR-T中MP与PUR-T质量比达到28:100时,燃烧级别达到UL94 V-0级,点燃时间长,自熄时间短,成炭效果好,且阻燃效果优于聚磷酸铵阻燃剂.     

PS/OMMT纳米复合材料的阻燃性能研究

将聚苯乙烯(PS) 树脂与有机蒙脱土(OMMT) 直接进行熔融共混,得到了插层型PS/ OMMT纳米复合材料。采用水平燃烧、氧指数、热重分析、高温处理等方法对PS/ OMMT纳米复合材料的阻燃性能进行了研究。结果表明：OMMT的加入使PS/ OMMT纳米复合材料水平燃烧速度下降,氧指数增加,耐高温性能和阻燃性能增强。研究认为,OMMT硅酸盐片层对热量、氧气和分解产物传递的屏蔽和阻隔作用是造成PS/ OMMT纳米复合材料阻燃性能增加的主要原因。     

酚醛树脂基新戊二醇磷酸酯阻燃剂的合成及其性能研究

通过用新戊二醇磷酰氯对线型酚醛树脂(PF)酚羟基实行磷酰化封端处理,制备了线型PF基新戊二醇磷酸酯(NDMPP)阻燃剂,将其应用于阻燃PA6。采用核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振磷谱(31P NMR)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征了NDMPP的结构,采用热重(TG)分析研究其热分解行为,采用极限氧指数(LOI)和UL 94测试其阻燃PA6材料的阻燃性能,采用万能材料试验机和冲击试验机测试阻燃材料的力学性能。1H NMR,31P NMR和FTIR结果表明,线型PF中大约82%的羟基被磷酰化,NDMPP中的磷含量约为11.9%。TG分析结果表明,NDMPP阻燃剂在氮气气氛下起始分解温度超过250℃,600℃的残炭率达到43.5%,显示出良好的热稳定性。当NDMPP质量分数为25%时,其阻燃的PA6达到UL 94 V–0等级,LOI达到33.4%,而拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别为纯PA6的76%,41%,72%和71%。     

PFF与PUF热稳定性及燃烧性能研究

制备了酚醛泡沫和聚氨酯泡沫，并研究了酚醛硬泡与聚氨酯硬泡的热稳定性及燃烧性能。结果表明：和聚氨酯泡沫比较，酚醛泡沫的热失重小，热释放速率和热释放总量低。因此酚醛泡沫的热稳定性和阻燃性能明显优于聚氨酯泡沫。     

聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性

综述了近年聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性的研究进展,包括材料的制备方法、热稳定性(热分解温度及热失重)、阻燃性(氧指数、释热速率、火灾性能指数与质量损失速率)及的蒙脱土改性材料与常规阻燃剂(磷酸酯(盐))的阻燃协效作用。     

聚磷酸铵阻燃体系对HIPS/OMMT阻燃研究

将钠基蒙脱土(Na~ -MMT)有机化改性,制成有机蒙脱土(OMMT),采用熔融插层法分别制备HIPS/OMMT复合材料和聚磷酸铵(APP)体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料。结果表明,HIPS/OMMT复合材料具有一定的阻燃性能,但阻燃性能的提高比较有限;与仅添加OMMT时相比,APP体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性均得到进一步提高,以APP、季戊四醇(PER)和硼酸锌(ZB)为膨胀型阻燃剂对HIPS/OMMT复合材料阻燃性和抑烟性的提高更为显著。力学性能测试结果表明,APP体系的加入对复合材料的拉伸强度和冲击强度都有负面影响。     

Effect of a novel phosphorus‐containing compound on the flame retardancy and thermal degradation of intumescent flame retardant polypropylene

A novel flame retardant, tetra(5,5‐dimethyl‐1,3‐ dioxaphosphorinanyl‐2‐oxy) neopentane (DOPNP), was synthesized successfully, and its structure was characterized by FT‐IR, ¹H NMR, and ³¹P NMR. The thermogravimetric analysis (TGA) results demonstrate that DOPNP showed a good char‐forming ability. Its initial decomposition temperature was 236.4°C based on 1% mass loss, and its char residue was 41.2 wt % at 600°C, and 22.9 wt % at 800°C, respectively. The flame retardancy and thermal degradation behavior of novel intumescent flame‐retardant polypropylene (IFR‐PP) composites containing DOPNP were investigated using limiting oxygen index (LOI), UL‐94 test, TGA, cone calorimeter (CONE) test, and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrate that DOPNP effectively raised LOI value of IFR‐PP. When the loading of IFR was 30 wt %, LOI of IFR‐PP reached 31.3%, and it passed UL‐94 V‐0. TGA results show that DOPNP made the thermal decomposition of IFR‐PP take place in advance; reduced the thermal decomposition rate and raised the residual char amount. CONE results show that DOPNP could effectively decrease the heat release rate peak of IFR‐PP. A continuous and compact char layer observed from the SEM further proved the flame retardance. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011.