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。     

新型单组分磷氮膨胀阻燃剂的合成

以新戊二醇与三氯氧磷为原料,合成了5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯;进而将5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯分别与苯并咪唑类衍生物反应,得到三种新型单组分磷氮膨胀阻燃剂(Ⅲa-c).利用IR1、HNMR、质谱及元素分析等表征了Ⅲa-c三种化合物的结构;并利用热重分析考察了三种化合物的热稳定性能.结果表明,目标产物Ⅲa-c均有较好的成炭性和热稳定性,600℃时残炭质量分数分别达26.93%、23.62%及18.75%.     

膨胀阻燃聚丙烯及其协同力学改性的研究进展北大核心CSCD

对聚丙烯(PP)进行阻燃协同力学改性一直是PP材料领域的研究热点。本文综述了近几年膨胀阻燃PP领域的研究进展,包括新型成炭剂的开发和阻燃体系改性新技术,讨论了纳米粘土、稀土元素化合物、分子筛等协同剂在膨胀阻燃剂中的阻燃效果及机理;同时介绍了膨胀阻燃PP及其协同力学改性的研究进展,包括无机刚性粒子、弹性体等不同组分对阻燃PP力学性能的影响,特别是对冲击韧性的影响,总结了PP阻燃及阻燃协同力学改性方面存在的问题,并对未来的发展进行了展望。     

聚丙烯的膨胀阻燃剂

膨胀阻燃剂是无卤阻燃剂的一类。其受热时能生成膨松、有封闭小室结构的炭层，具有良好的隔热、抑制气体扩散效果。可以替代燃烧时放出烟雾大，并产生有毒和腐蚀性气体的含卤阻燃剂。本文简述了聚丙烯膨胀阻剂的研究进展。     

咔唑-磷酸酯阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯应用

聚碳酸酯作为一种重要的有机高分子材料,被广泛应用于汽车装饰、电子电器和生活日用品生产中,由于聚碳酸酯自身阻燃性能级别低,因此在实际应用中必须进行阻燃处理.本文针对聚碳酸酯的阻燃需求,设计合成了结构新颖的咔唑-磷酸酯阻燃剂,测试结果显示该阻燃剂具有良好的阻燃性能,能够作为聚碳酸酯阻燃材料使用.     

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.     

金属氧化物对聚丙烯膨胀阻燃体系阻燃性能的影响

将Bi2O3、Sb2O3、SnO2添加到聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)膨胀型阻燃聚丙烯(PP)体系中,采用氧指数(OI)、热分析(TGA)、热红联用(TG-FTIR)和扫描电镜(SEM),考察它们对膨胀阻燃体系的催化协效作用,探讨其作用机理.结果表明,3种金属氧化物在适量的添加下都可以提高体系的氧指数.TG结果表明,Bi2O3的加入可以提高膨胀炭层在高温时的热稳定性,增加高温时残余物的量;TG-FTIR结果显示添加Bi2O3后,膨胀阻燃剂在热分解过程中,气体的释放过程发生了改变.膨胀炭层的SEM图表明,Bi2O3可以改善膨胀炭层的形貌,提高炭层的隔热隔质性能.0.1 wt%的Bi2O3和1 wt%的纳米黏土复配用于膨胀阻燃体系中,可以在阻燃剂添加20份下,样品氧指数达到28.3;在阻燃剂添加25时,样品(3.2 mm)通过UL-94 V-0级.0.1 wt%的Bi2O3和1 wt%纳黏粘土的添加,还可以提高体系的力学性能.     

二季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐的合成及阻燃性能测试

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料,通过酸醇直接酯化和烘焙中和两步反应合成膨胀型阻燃剂二季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐,并对烘焙中和反应条件及其在聚乙烯中的阻燃性能进行了研究.确定最佳合成条件:n (二季戊四醇磷酸酯):n (三聚氰胺)=1:1;反应温度130-140℃;反应时间3-4h.将此阻燃剂添加到聚乙烯中,样品重量35...     

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.     

聚丙烯/阻燃剂填充聚丙烯交替层状复合材料的阻燃及力学性能研究

利用微层共挤出技术制备得到不同层数(2、4、16和64层)的聚丙烯(PP)/阻燃剂(IFR)填充PP(PPFR)交替层状复合材料,研究了层数改变对复合材料阻燃和力学性能的影响.偏光显微镜观察发现,PP层与PPFR层沿层状样品的厚度方向交替排布,层界面则随着层数的增加而增多.非等温结晶测试结果显示,界面的增多使更多的IFR可以分布在层界面附近,使整个层状复合体系表现出越来越接近传统IFR填充体系的异相成核结晶行为,表明IFR的分布可以通过层数的调节进行调控.垂直燃烧、极限氧指数(LOI)以及微型量热测试结果表明,层数提高可以有效提高复合体系自熄能力,显著降低热释放速率.与2层试样相比,64层试样的LOI从19.5提高到了25.而拉伸性能测试结果显示,随着层数增加,复合材料的拉伸强度变化较小,但断裂伸长率显著提高.     

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。     

新型单组分磷-氮膨胀型阻燃剂的合成及其阻燃性能

以氯化螺环磷酸酯(1)和对甲苯胺(2)为原料,经亲核取代反应合成了三源一体的新型单分子磷-氮膨胀型阻燃剂——季戊四醇螺环磷酰对甲苯胺(3),其结构经1H NMR和IR表征。考察了溶剂、原料配比、反应温度、反应时间和缚酸剂对3产率的影响。合成3的最佳反应条件为:乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂,1 10mmol,n(1)∶n(2)=1∶3,于80℃反应4 h,产率79.3%。阻燃性能研究结果表明,3的初始分解温度为220℃,500℃成炭率达43.3%。     

Preparation of Intumescent Flame Retardant Polypropylene composite through Solid State Mechanochemical Method

Polypropylene (PP), with characteristics of good mechanical properties, good resistance to water and low cost, has been widely used in many fields such as building, transport, furniture and electrical industries. However, a fateful drawback of polypropylene is its high flammability,restricting its wider applications. Addition of flame retardants is an effective way to improve its flame retardancy. An effective halogen-free flame retardant system used is the mixture of melamine, ammounium phosphate and pentaerythritol (intumescent flame retardant). But how to enhance the dispersion of this mixture in polypropylene matrix is a big problem. A self-made mechanochemical reactor, pan type milling equipment, can exert strong shear and squeeze forces,and has good mixing function. As a result, a uniform dispersion of flame retardants in the polymer matrix can be expectably obtained by using this equipment.In this paper, flame-retarded Polypropylene (PP) composites with intumescent flame retardant (IFR) were prepared via solid state mechanochemical method (pan-mill) and conventional method (twin-roll masticator) respectively. Particle diameter analysis, melt flow index (MFI), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electronic microscopy (SEM) were used to characterize these composites, and the mechanical properties and flame retardancy were also determined. The experimental results showed that the blend of PP and IFR were effectively pulverized from 3～4 mm to less than 300i m under the strong shear forces of pan-mill. With increasing the milling cycles, the MFI value of IFR/PP blend decreased first and then increased. The mechanical properties and flame retardancy of IFR/PP blends prepared by solid state mechanochemical method were proved to be better than those prepared by conventional method because of the dispersing function of pan-mill.Also it was found that IFRs were the nucleating agent for PP and the crystallinity of PP increased first and then decreased with increasing the milling cycles.     

用锥形量热仪研究聚乙烯膨胀阻燃体系的燃烧性

利用锥形量热仪在50kW·m^-2热辐照条件下,研究了含淀粉膨胀阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE)体系的燃烧性,获得了最大热释放速率、总热释放、有效燃烧热、最大烟产生速率、总烟释放量及质量损失速度等参数.实验结果表明:含淀粉膨胀阻燃剂能明显降低LLDPE的热释放速率、总热释放和有效燃烧热,淀粉作为膨胀型阻燃剂中的成炭剂,可以部分代替季戊四醇,而对热释放速率影响不大,达到了阻燃和降低成本的目的.该膨胀体系使烟释放变得缓慢,但总烟释放量明显增大.在燃烧时使LLDPE更早地发生热降解,但热降解速度变得缓慢.     

高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃体系的性能

使用以乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂的高密度聚乙烯/蒙脱土(HDPE/OMT)纳米复合材料作为基体,制备了含不同成炭剂的聚磷酸铵(APP)膨胀阻燃体系,对其阻燃性能进行了比较和研究,并分析了蒙脱土与膨胀阻燃剂协效作用的机理。热重分析(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热计结果表明:APP/季戊四醇(PER)体系熔融过程较短可形成蒙脱土增强炭层;PER/PA/OMT体系中较高的有机物含量有利于蒙脱土迁移和堆积。     

新型树状单分子磷-氮膨胀阻燃剂的合成及阻燃性能研究

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醚、新戊二醇以及三氯氧磷等为原料, 合成一种新型树状单分子磷-氮膨胀阻燃剂六(4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基苯氧基))环三磷腈(Ⅵ). 标题化合物结构经IR、MS 及¹H NMR 证实. 热失重分析表明标题化合物具有较高的热稳定性和良好的成炭性, 氮气氛下的起始分解温度为270 ℃, 600 ℃时炭残余量达45.2%. 实验表明, 标题化合物对环氧树脂呈现出良好的阻燃效果.     

Synthesis and Structure of A Novel Caged Bicyclic Phosphate Flame Retardant

IntroductionThe ecological safety of polymer flame retardant has become a major subject in the modern polymer industry, and there is an international demand for the control of polymer flammability without the use of halogenated additives. Consequently, current research is mainly focused on looking for environmental friendly additives in the form of organophosphorus compounds, which are being thought as the alternatives of the halogen containing flame retardants1. Among the organophosphorus fla…     

新型膨胀阻燃剂的合成及其在涤纶织物中的应用

氧氯化磷与季戊四醇反应制得双氯螺磷(2);2与三乙醇胺反应合成了新聚合物1,其结构与性能经1H NMR,IR,TG和SEM表征。研究结果表明,1自身具有很好的成炭性,对涤纶织物具有很好的阻燃效果,扩展了涤纶的分解温度范围;通过SEM对经1整理的织物残炭形貌进行分析,证实1是膨胀型的阻燃剂。     

Preparation and Characterization of Core/Shell-like Intumescent Flame Retardant and its Application in Polypropylene

With a shell of starch-melamine-formaldehyde (SMF) resin, core/shell-like ammonium polyphosphate (SMFAPP) is prepared by in situ polymerization, and is characterized by SEM, FTIR and XPS. The shell leads SMFAPP a high water resistance and flame retardance compared with APP in polypropylene (PP). The flame retardant action of SMFAPP and APP in PP are studied using LOI, UL 94 test and cone calorimeter, and their thermal stability is evaluated by TG. The flame retardancy and water resistance of the PP/SMFAPP composite at the same loading is better than that of the PP/APP composite. UL 94 ratings of PP/SMFAPP can reach V-0 at 30 wt% loading. The flame retardant mechanism of SMFAPP was studied by dynamic FTIR, TG and cone calorimeter, etc.