氮化硼负载MOF纳米复合物的制备及其对水性膨胀型防火涂料的性能影响

为了提高常规膨胀型防火涂料的综合性能,在球磨剥离的氮化硼纳米片(S-BN)表面通过溶液合成法负载金属有机框架(MOF),制备了氮化硼负载2-甲基咪唑锌MOF(ZIF-8)纳米复合物(S-BN@ZIF-8),并采用红外光谱分析、扫描电子显微镜表征了其结构。同时将S-BN@ZIF-8作为协效阻燃剂应用于钢结构水性膨胀型防火涂料中,通过模拟大板燃烧测试、热失重分析、炭层形貌分析、耐水性测试,研究S-BN@ZIF-8协效阻燃剂对防火涂料性能的影响。与其他样品相比,加入质量分数5%S-BN@ZIF-8的涂料样品在防火测试中表现出了最低的背温,且在防水测试中表现出最低的质量损失率。研究表明S-BN@ZIF-8能在涂料中分散均匀,并且能有效提升涂料的防火和防水性能。ZIF-8的催化成碳作用有利于早期炭层的形成,片层氮化硼能有效阻隔涂料与氧气的接触,从而抑制热量的释放。S-BN@ZIF-8产生的“迷宫效应”延长了水分进入涂料的路径。进而提升了涂料的耐水性能。本研究制备的杂化阻燃剂为纳米材料的改性提供了新策略,扩大了其运用。

氮化硼对水性膨胀型防火涂料性能的影响

对六方氮化硼和立方氮化硼分别进行了剥离和羟基化改性,并采用X射线衍射、红外光谱分析、BET比表面积分析和热重分析对其结构进行了表征。将剥离前后的六方氮化硼,以及羟基化改性前后的立方氮化硼作为功能性填料应用于水性膨胀型防火涂中,研究了这4种氮化硼对水性膨胀型防火涂料性能的影响。结果表明,它们均能明显提高膨胀型防火涂料的阻燃性能,其中剥离后的六方氮化硼的阻燃效果最好。羟基化改性以及剥离均可提高氮化硼阻燃性能。剥离不仅可以提高六方氮化硼的阻燃性,还可以提高其涂料的耐水性,可能是因为剥离后的六方氮化硼纳米尺寸更小,更趋近于片状(层数减少),利于在涂料以及碳层中的均匀分散,但羟基化改性由于提高了立方氮化硼的表面亲水性,因而降低了其涂料的耐水性。

热塑性聚氨酯弹性体阻燃研究进展

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)由于其优良的力学及加工性能被广泛应用工业、生活、医疗等各个方面,其防火阻燃改性一直是研究热点。对TPU阻燃改性研究进行总结归纳,不仅可以为开发新型TPU阻燃技术提供指导,也可以进一步促进TPU的推广应用。在此,论述了国内外TPU阻燃改性技术的研究现状,重点分析了反应型阻燃改性技术和添加型阻燃改性技术,并对其特点、原理和局限性进行了讨论。研究发现,反应型阻燃改性作用持久,对材料力学性能影响较小,但改性过程相对复杂,限制较多;添加型阻燃改性,工艺相对简单,且阻燃剂来源广泛,研究及应用都非常广泛。就目前来看,要使阻燃改性TPU同时兼顾阻燃和力学性能依然是个难题,另外,复合添加阻燃所涉及的机制还有待完善,因此,需深入对阻燃剂结构及性能进行研究,尤其是有机无机复合阻燃剂,进一步明确阻燃机制,为开发新型高效的TPU阻燃技术提供参考。