膨胀型阻燃涂料的研究进展

本文综述了近年来膨胀型阻燃涂料的研究进展,从膨胀型阻燃涂料的构成(基料、膨胀阻燃体系、填料颜料、助剂)出发,详细介绍了国内外基料的研究现况;并对常用的主要膨胀型阻燃剂,包括炭化剂、脱水催化剂和发泡剂进行了总结和分类;结合国外的研究,将常用几种填料对膨胀型阻燃涂料的性能影响作了系统的总结,对阻燃协效剂和其它助剂的影响和使用情况也进行了归纳和论述,并在此基础上对未来膨胀型阻燃涂料的发展趋势提出了建议。     

膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料热降解及燃烧产烟研究

采用热失重、X-射线光电子能谱分析、氧指数及烟密度测试等方法研究了可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的热降解、燃烧性能及产烟行为.在此基础上利用锥形量热仪考察了EG/APP对磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)阻燃RPUF体系燃烧性能的影响.研究表明,EG与APP间的相互作用导致了EG/APP体系高温阶段失重速率下降、残炭量显著上升;EG/APP与RPUF之间的成炭作用以APP的化学成炭为主.与RPUF比较,RPUF/EG/APP的氧指数由19.8%提高至35.4%的同时,烟密度没有显著上升.对比EG、APP及EG/APP阻燃RPUF,体系残炭量越高、炭层耐热氧化能力越强,氧指数就越大;残炭表面越致密,产烟量就越少.添加EG/APP可显著降低含卤体系RPUF/TCPP的热释放、烟释放及CO释放速率,体现了EG与APP复合体系物理与化学膨胀结合的优势.     

可膨胀石墨阻燃高回弹聚氨酯泡沫塑料的性能

在原料中添加可膨胀石墨(EG),采用一步法合成了阻燃型高回弹聚氨酯软泡,研究了EG对泡沫性能的影响.用扫描电镜和光学显微镜观察了EG粒子在泡沫内的固着状态及其对泡孔形貌和泡沫燃烧后的炭层形貌的影响.垂直-水平燃烧实验和极限氧指数实验检测了EG的添加量对于泡沫燃烧的抑制情况.考察了EG粒子的含量对泡沫密度、拉伸及压缩力学...     

膨胀型无卤阻燃HIPS热分解动力学及阻燃机理研究

利用动态热失重法(TGA)研究了一种新型的膨胀型无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)热降解反应动力学及阻燃机理, 通过对Kissinger模型和Coat-Redern (C-R)模型求解的热降解反应的动力学参数对比, 最终确定反应的动力学参数. 其中, 反应级数n的确定是通过一般反应对Ea/RTmax取值范围的限定, 利用最大热降解速率所对应的失重率αmax与n的关系, 确定其取值. 并采用TGA-FTIR及Py-GC/MS对材料气相产物及热裂解产物进行了阻燃机理的研究. 研究表明, 两种反应的热降解反应动力学参数基本一致, 其中阻燃HIPS的平均表观活化能小于纯HIPS, 说明在HIPS分解之前, 无卤阻燃剂已经开始分解, 释放的难燃气体(氨气及其衍生物、水蒸气等)在气相中起到阻燃的作用. 同时阻燃剂的添加, 促使反应向链转移反应飘移, 使燃烧产物中非单体化合物增加, 而在凝聚相中形成的致密的炭层结构也起到阻燃的效果.     

2,4-二氯苯甲酸改性饱和聚酯的合成及其聚氨酯阻燃涂料

用2,4-二氯苯甲酸改性三羟甲基丙烷制得含氯的多元醇中间体（NHDB）,用改性的中间体合成含氯的聚酯。用红外、核磁表征了中间体和聚醇的结构,TGA分析表明,含氯量增高,聚酯热稳性下降。将聚酯同异氰酸酯预聚体常温固化,各种性能良好。阻燃测试表明：含30%的2,4-二氯苯甲酸的聚酯具有自熄功能。提出了阻燃机理。     

多层次炭结构对膨胀阻燃聚丙烯性能的调控作用研究

将具有封闭空心结构的酚醛微球(HPMs)引入到聚丙烯/膨胀阻燃剂(PP/IFR)体系,燃烧时一方面依托PP/IFR形成膨胀多孔炭,另一方面通过HPMs形成空心炭微球,嵌入到前面多孔炭的骨架中,形成具有多层次孔的炭结构,从而调控膨胀炭层,进而调节材料的阻燃性能.通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)等研究了材料的阻燃性能;通过热失重分析(TGA)测试其热稳定性;采用红外热成像仪监测燃烧过程材料的表面温度,用扫描电镜(SEM)观察IFR、HPMs在基体中的分散行为及炭层结构.结果表明,少量HPMs在聚合物中分散得比较均匀.HPMs调控了膨胀炭层,使PP/IFR形成了表层炭致密,内层具有多层次孔的炭结构.这种优质的炭结构可以使样品表面温度迅速降低,从而有效提高PP/IFR体系的阻燃效率,使得PP在添加18 wt%IFR和1 wt%HPMs就可以通过UL-94 V0级别.     

一种无卤阻燃ABS体系的阻燃性能研究

ABS是本世纪40年代发展起来的通用型热塑性材料[1],它有良好的力学性能,耐化学腐蚀、易加工等优点[2-6].     

OMMT-NC-膨胀型阻燃剂三元协同阻燃LLDPE的效果

采用有机蒙脱土(OMMT)和碳酸镍(NC)为阻燃协效剂,与膨胀型阻燃剂(IFR)三元体系协同阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE).采用热重分析(TGA)、氧指数(LOI)测试、UL-94燃烧测试和锥形量热测试(CONE)研究了LLDPE阻燃体系的热稳定性和燃烧性能;采用红外光谱分析(FT-IR)、数码相机和扫描电子显微镜(SEM)对燃烧残余物的结构和形貌进行了分析.结果表明:固定mnLLDPE/mIFR=7/3,当moMMT/m(LLDPE+IFR)=0.04时,阻燃体系的LOI为31.5％,通过UL-94 V-0级测试,LLDPE-IFR-OMMT的残炭率为15.09％,最大热释放速率(PHRR)相比于纯LLDPE降低了50％;向LLDPE-IFR-OMMT体系中添加NC,少量的NC就能显著增加体系的阻燃性能,当mNC/m(LLDPE+IFR)=0.02时,阻燃体系的LOI为32.7％,LLDPE-IFR-OMMT-NC的残炭率达到19.04％,PHRR相比于纯LLDPE降低了57％.OMMT和NC的加入能催化LLDPE-IFR成炭,形成致密的炭层,增加炭层的强度,从而提高复合材料的阻燃性能.     

干法制备磷-氮膨胀型阻燃剂的研究

以磷酸、五氧化二磷、季戊四醇和三聚氰胺为原料,采用干法(不添加任何溶剂)合成了一种磷-氮膨胀型阻燃剂。IR分析发现合成阻燃剂具有与磷酸酯三聚氰胺盐类似的P=O和P-O-C双环结构。反应温度、时间和原料配比对酯化反应有明显的影响。酯化反应温度宜控制在120-130℃之间,反应时间2.5小时,加入五氧化二磷可以提高酯化反应的转化率,磷酸与五氧化二磷的摩尔比控制在2:1为宜。热重分析表明,该阻燃剂的起始分解温度为190℃左右,700℃时的成炭率约为30%。该阻燃剂受热后膨胀倍数约为30-50倍,SEM分析发现,阻燃剂膨胀炭层外表面连续、平滑、颗粒之间连结紧密,炭层为内部为多孔结构,空隙大小分布均匀,孔径约为150-200μm之间,这样的泡层结构能更好的起到隔热的效果。     

膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及阻燃聚丙烯的结构与性能

以双季戊四醇、三季戊四醇、多聚磷酸、五氧化二磷和三聚氰胺为原料,合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂,并与聚丙烯共混制成阻燃聚丙烯.红外分析表明该阻燃剂具有环状结构.通过扫描电镜和X射线衍射对阻燃聚丙烯进行了结构分析和表面纹理的表征.实验结果表明：该阻燃剂阻燃性能良好,但在聚丙烯中的分散性较差;用甲基纤维素对该阻燃剂进行表面化学修饰以后,该阻燃剂在聚丙烯中的分散性及阻燃材料的机械性能得到了明显的改善.     

氨基树脂透明防火涂料的发展概况

介绍了透明防火涂料的基本组成、类型、特点及其应用 ,概述了透明防火涂料的发展现状。     

A facile strategy to fabricate intumescent fire-retardant and smoke suppression protective coatings for natural rubber

As flammable natural rubber (NR) becomes more ubiquitous in industrial fields, there is a growing need for safe and effective flame retardant treatments through efficient techniques. Remarkably, our developed highly efficient natural tannic acid (TA)-based intumescent flame-retardant system (AGT) has the unique function in the rubber flame retardant aspect. Meanwhile, the developed coating method through polyurethane elastomer (PU) both as adhesive medium and a carbonforming agent can not only minimize the influence of flame retardant on the desirable intrinsic properties of base polymer and also maximize the efficiency of flame retardant. The flame-retardant coating (AGT/PU) exhibits highly efficient flame retardant performances reflected by a 31.9% reduction in peak heat release rate and a 27.3% reduction in total heat release and a 26.2% reduction in total smoke production with 50 wt% loading in 1 mm thick coating due to synergistic flame retardant effects. More importantly, the excellent flame retardancy performance are obtained by the PU@AGT10, as reflected in flame retardancy index (FRI) value of 11.88 makes it as excellent flame retardancy performance. While many physically mixed flame retardants are usually seriously detrimental to mechanical properties of NR, the influence of AGT/PU coating on mechanical properties of NR decreases obviously because fire retardant just directly impacts on PU adhesive layer rather than NR matrix, and the reinforcement function of graphene is also much significant. Moreover, the coating method requires just less flame retardant to achieve high flame retardant effect for NR. These findings suggest that significant opportunities for flame retardant polymer materials in industry.     

AZ31镁合金表面镧转化膜的形成机制

通过化学浸泡方法在AZ31镁合金表面制备了高防护性镧转化膜。X射线光电子能谱(XPS)对膜组成的测试结果表明:镧转化膜主要由氢氧化镧组成,另外还有少量氢氧化镁及碳酸镧、碳酸镁成分。电化学技术测量成膜过程中试样开路电位(OCP)的变化,分为剧增、降低、缓慢平稳增长3个阶段。原子力显微镜(AFM)对膜层形貌的表征结果表明:镧转化膜最初为均匀致密膜,后出现纤维结构,然后纤维结构不断稳定发展。在上述结果基础上讨论了镧转化膜的形成机制:成膜过程分为紧密层形成、纤维层萌生、纤维层稳定生长3个特征阶段,前两个阶段发生非常迅速,后一阶段持续时间较长,是成膜的主要过程。     

Characterisation of Polyurethane Coatings Using Thermoanalytical Techniques

A two-pack polyurethane coating was analyzed using thermoanalytical techniques. The curing reaction, monitored using pressure differential calorimetry (PDSC), rheometry and dynamic mechanical analysis (DMA) shows the temperature dependency of activation energy and hence rate of curing. In-situ ATR-FTIR shows the formation of urethane linkage over time. The decomposition behavior carried out under non-isothermal mode using thermogravimetric analysis (TGA) shows bimodal behavior. The activation energies of the initial step (10% decomposition) from both iso and non-isothermal experiments are in very good agreement with each other. The use of dynamic mechanical analysis (DMA) shows the difference in glass transition behavior (T_g) and elastic modulus (E') due to the different state of cure. Also the coating exhibits a very broad loss modulus peak (E') indicating higher energy dissipation with deformation.This revised version was published online in November 2005 with corrections to the Cover Date.     

膨胀型类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及应用研究

以双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺为原料,合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂。通过实验提出了合成该阻燃剂的最佳反应条件为：双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺反应物料摩尔配比为1／2．5／2.0／3．45、反应时间4h和反应温度120℃。红外吸收图谱分析表明该阻燃剂具有环状结构,在热重分析和差热分析中该阻燃剂显示出优异的热稳定性和很高的成碳性。以该阻燃剂掺入聚丙烯中,阻燃效果显著,经测试阻燃聚丙烯的极限氧指数(LOI)为33．6,烟密度等级(SDR)为44．25,通过了UL94V-0级。     

聚氨酯／聚丙烯酸酯复合涂料的新进展

本文综述了近年来聚氨酯／聚丙烯酸酯复合涂料的新进展，主要介绍了合成方法、特点及几类新型的涂料体系，并对该领域进一步的发展提出了看法。     

聚甲基丙烯酸酯改性聚氨酯光固化水性体系研究

水性涂料;聚甲基丙烯酸酯改性聚氨酯光固化水性体系研究;接枝共聚物;聚氨酯丙烯酸酯;丙烯酸酯共聚物     

三季戊四醇亚磷酸酯阻燃剂的合成及应用研究

以三季戊四醇(TPE)、亚磷酸三苯酯(TPP)为反应原料,氢氧化钠为催化剂,采用非溶剂酯交换一步法合成了三季戊四醇亚磷酸酯膨胀型阻燃剂。用红外光谱与元素分析初步确定了三季戊四醇亚磷酸酯类的物质。热分析表明,10％的失重所对应的温度为122℃,50％的失重对应的温度为371℃;其失重速率最大时的峰顶温度为329℃;在500℃时的成炭量高达40％。以三季戊四醇亚磷酸酯和三聚氰胺复配阻燃的环氧树脂,添加量为19％时其极限氧指数(LOI)为35％,通过了UL94V-0级,表明该阻燃剂具有优良的阻燃性能。     

有机涂层环境适应性研究进展

综述了有机涂层自然环境试验方法和实验室加速试验方法。自然环境试验方法主要有大气环境试验和海水环境试验;实验室加速试验方法不但包括模拟太阳光、热、湿热、盐雾等环境的实验室试验,还有综合模拟试验。还介绍了检测有机涂层老化的宏观分析方法、微观分析方法和电化学分析方法。其中宏观分析方法主要介绍了涂层附着力试验方法,微观分析方法则主要介绍了扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)及电化学交流阻抗谱法(EIS)。讨论了近年发展起来的有机涂层老化的各种机理,例如自由基降解的光老化降解机理,亲水性基团的水降解机理,热氧机理,臭氧及污染物影响的老化机理等。