磷系阻燃剂插层镁铝型水滑石复合物的制备及其在热塑性聚氨酯中的阻燃应用

采用直接的无溶剂制备方法,将3种磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)分别插层到镁铝型水滑石(MAH)片层中,制备了3种含磷阻燃剂的MAH复合物(DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH),并采用模压成型法制备了MAH复合物与热塑性聚氨酯(TPU)的复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析分别对复合物进行了表征,并且通过锥形量热仪对复合材料进行了表征。结果表明,MAH中MPP的分散性较差,DOPO和APP的分散性较好,并且磷元素分布均匀。MAH的初始层间距为4.11 nm,APP和MPP均在0.5 h时就已完成插层,最终层间距分别缩小到3.93和4.04 nm。DOPO则在0.5 h后完成,但插层后的层间距更小,为3.86 nm。与物理混合物所制得的复合材料相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU和(APP-MAH-6h)/TPU的热释放速率峰值分别从669.3 kW/m^(2)降至573.9 kW/m^(2),从657.7 kW/m^(2)降至405.9 kW/m^(2),(MPP-MAH-6h)/TPU与(MPP+MAH)/TPU的热释放速率峰值的差别不大。与TPU热释放速率峰值的1236.6 kW/m^(2)相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU降低了53%,(APP-MAH-6h)/TPU降低了67%,(MPP-MAH-6h)/TPU降低了57%,以上表明DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH可以用来改善TPU的阻燃性能,但DOPO-MAH与APP-MAH在TPU中的阻燃应用前景更好。