Preparation of Polyurea Elastomer with Flame Retardant, Insulation and Thermal Conductivity Properties

By using 6,6-((sulfonylbis(4,1-phenylene)bis(azanediyl))bis(thiophen-2-ylm-ethylene))bis6H-di-benzo[c,e][1,2]oxaphosphinine 6-oxide(DOPO-N)as phosphorus-nitrogen flame retardant,the polyurea(PUA)with flame retardant properties(PUA/DOPO-N)was prepared.In addition,organically modified montmorillonite(OMMT)and magnesium hydroxide(MH)were used as co-effectors respectively,and the flame retardant PUA(PUA/DOPO-N/OMMT and PUA/DOPO-N/MH)were also prepared.Thermal properties,flame retardant properties,flame retardant mechanism and mechanical properties of PUA/DOPO-N,PUA/DOPO-N/OMMT and PUA/DOPO-N/MH were investigated by thermogravimetric(TG)analysis,limiting oxygen index(LOI),UL 94,cone calorimeter test,scanning electron microscopy(SEM),and tensile test.The results show that the LOI value of PUA/20%DOPO-N,PUA/18%DOPO-N/2%OMMT and PUA/15%DOPO-N/5%MH are 27.1%,27.7%,and 28.3%,respectively,and UL 94 V-0 rating is attained.Compared with PUA,the peak heat release rate(pk-HRR),total heat release(THR)and average effective heat combustion(av-EHC)of PUA/20%DOPO-N,PUA/18%DOPO-N/2%OMMT and PUA/15%DOPO-N/5%MH decrease significantly.SEM results indicate that the residual chars of PUA/20%DOPO-N,PUA/18%DOPO-N/2%OMMT and PUA/15%DOPO-N/5%MH are completer and more compact.The complex of DOPO-N/OMMT and DOPO-N/MH have synergistic flame retardancy.The mechanical properties of PUA can be improved by the addition of DOPO-N,DOPO-N/OMMT and DOPO-N/MH,respectively.The insulation performance test shows that the volume resistivity of PUA/20%DOPO-N is 6.25×10^(16)Ω.cm.Furthermore,by using modified boron nitride(MBN)as heat dissipating material,the complex of PUA/MBN was prepared,and the thermal conductivity of PUA/MBN was investigated.The thermal conductivity of PUA/8%MBN complex coating at room temperature is 0.166 W/(M·K),which is a 163%improvement over pure PUA.

Study on the Built-up Effect of Inorganic Compounds to Flame Retardant Containing Organophosphorus in Suppression of Smoke

The built-up effect of inorganic compounds containing more active metal ions, such as Ca^2＋ , Al^3＋ , Cu^2＋ , and Zn^2＋ , as additives adding to phosphorus-containing flame retarding systems in suppression of smoke was studied. The data presented herein suggested that the amount of smoke in the burning process can be better suppressed after the cotton fabric finishing with built-up system was burnt. Some general principles were identified, and the likely causes of the observed effects were analyzed according to test data.

Flame Retardancy Enhancement of Hybrid Composite Material by Using Inorganic Retardants

This study aims to investigate the possibility of improving the flame Retardancy for the hybrid composite material consisting araldite resin (CY223). The hybrid composite was reinforced by hybrid fibers from carbon and Kevlar fibers on woven roving form (45o -0o), by using a surface layer of 4mm thick of Zinc Borate flame retardant. Afterward, the structure was exposed directly to gas flame of 2000oC due to 10 mm and 20mm exposure interval. The retardant layer thermal resistance and protection capability were determined. The study was continued to improve the performance of Zinc Borate layer mixed by 10%, 20% and 30% of Antimony Trioxide. To determine the heat transfer of the composite material the opposite surface temperature method was used. Zinc Borate with (30%) Antimony Trioxide gives the optimized result of the experiment.

Built-up Effect of Core Material for Microencapsulated Flame Retardant Containing Dimethyl Methyl Phosphate

The flame retardants containing organophosphorus compounds have extensively been used in the flame retarding of polymer materials. Among others, dimethyl methyl phosphate (DMMP) was applied in flame retarding of polyurethane owing to its so much merit. However, the water-soluble property of DMMP restricted its application in textile fabric. The flame retarding system containing DMMP will be microencapsulated to form a novel flame retardant that could be used in textiles. We have studied the built–up effect of DMMP with some inorganic compounds to improve the afterflame and afterglow suppression in the flame retarding system. The experimental data indicated that inorganic compounds containing various non-metal elements P, N, B and metal ions Mg2+, Al3+, Ca2+, Zn2+, Cu2+, Mn4+ could be applied in flame retarding systems as additives to effectively suppress afterflame or afterglow.

Anti-Bacterial and Flame Retardant for Cotton Fabric by One-Bath Finishing

A research on the process of cotton fabric flame-re-tarding,anti-bacterial finishing and one-bath finish-ing of anti-bacterial and flame-retarding is discussed.The flame retardant agent was phosphorous-contained,and the bacteriostatic finishing agent named SFR-1 wassynthesized.The flame retardancy of the fabric finishedcan meet the DOC FF3-71 Children Sleepwear Stan-dard.Its bacterial inhibiting capacity can meet and ex-ceed the requirements of similar products

胶合板用铝-磷-硼三系无机阻燃剂复合MUF胶黏剂的增强改性研究

以氢氧化铝、聚磷酸铵、硼酸锌为原料优选铝-磷-硼三系无机阻燃剂(Al-P-B)加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂(MUF)中,并采用血粉(BP)进行增强改性,探讨其制备阻燃胶合板的可行性。研究结果表明,当MUF、Al-P-B、BP、小麦粉、氯化铵溶液(NH_(4)Cl)的质量份数比为100∶30∶2∶30∶0.5、单面涂胶量为250 g/m^(2)时,制得的阻燃胶合板的Ⅲ类胶合强度达1.31 MPa,燃烧性能等级达到GB/T 18101—2013《难燃胶合板》规定的B_(1)(C)级,甲醛释放量(干燥器法)为0.25 mg/L,符合Q/YFL 0030—2021《木质板材及其制品中甲醛释放限量》E_(0)级的要求。

无卤阻燃剂改性聚酰胺6的研究进展

综述了无卤阻燃剂改性聚酰胺6(PA6)的研究进展,主要包括无卤有机阻燃剂、无机阻燃剂和复配阻燃剂对PA6的阻燃改性及其阻燃机理。介绍了有机阻燃剂分子的合成,分析了阻燃剂配比及含量对PA6阻燃改性性能的影响,探讨了不同阻燃剂阻燃改性的优缺点,对开发综合性能优异的无卤阻燃PA6具有重要的指导作用。

无机氧化物填料对硅橡胶泡沫材料力学和阻燃性能的影响

以氧化铜、二氧化钛和高岭土作为无机增强填料,分别与羟基、乙烯基和含氢硅油进行复合,在室温和铂催化下,通过硅氢加成和硅氢缩合脱氢反应制备了一系列硅橡胶泡沫复合材料,探讨了不同无机填料对硅橡胶泡沫材料微观形貌、力学和阻燃性能的影响,以及泡孔结构与力学和阻燃性能的关系。结果表明,高岭土能够更好地分散于硅橡胶泡沫材料中,还能明显增强材料的力学和阻燃性能,热释放量和产烟量显著下降。与空白硅橡胶泡沫材料相比,含高岭土硅橡胶泡沫材料的拉伸强度、扯断伸长率、压缩强度、极限氧指数及UL-94等级分别提升至106.1 kPa、42.3%、35.2 kPa、32.7%和V-0级,总热释放量和总产烟量分别下降了51.1%和84.2%。

一种无机复合聚苯板的制备与燃烧性能研究

采用具有负热值特性的半水硫酸钙等无机材料为主要添加剂制备阻燃浆液,以低密度膨胀聚苯乙烯泡沫为基体,使用负压顺孔与负压吸附技术,制备了无机复合聚苯板;使用导热系数测试仪测试了该复合材料的保温性能,使用氧指数测试仪、热值测试仪、锥形量热仪、单体燃烧装置测试其燃烧性能。经检测,该无机复合聚苯板的导热系数为0.041 W/(m^(2).K),热值仅为2.91 MJ/kg,氧指数达到39.7%;锥形量热仪测试结果显示,该复合聚苯板在燃烧过程中未发生收缩熔融,且保持一定的形状,其热释放速率峰值、总热释放量、产烟速率峰值以及总产烟量相比聚苯乙烯泡沫基材大幅降低;单体燃烧测试结果显示,该无机复合聚苯板的燃烧性能等级达到A2级,产烟特性等级达到S1级;分析其阻燃机理,认为主要源于二水硫酸钙吸热的分解反应和惰性的分解产物。

PVC/无机复合发泡材料的制备及性能研究

以PVC树脂为有机组分,SiO_(2)/Al(OH)_(3)混合物为无机组分,偶氮二甲酰胺/氧化锌/碳酸氢钠为复合发泡剂,三氧化二锑为阻燃剂,甲苯为溶剂,采用模压发泡法制备有机/无机复合发泡材料。研究了复合发泡剂、无机混合物填料和三氧化二锑的用量对复合材料性能的影响。结果表明:当采用PVC树脂100份、复合发泡剂16份、无机混合物填料100份、三氧化二锑8份、DOP 6份、钙锌复合稳定剂4份、硬脂酸1份、过氧化二异丙苯1.5份、甲苯100份时,可制得性能优异、表观密度较小的有机/无机复合发泡材料,此时发泡材料表观密度为80 kg/m^(3),导热系数为0.032 W/(m·K),氧指数为42,燃烧等级为A2。该方法制备的有机无机复合材料具有良好的保温隔热性能,力学性能优异,阻燃性好,应用前景广泛。

无机矿物燃烧热值测试研究

无机矿物粉体大多数不可燃,少部分因其分解温度与火焰燃烧温度区间吻合,可在燃烧时分解吸热而作为阻燃剂使用。随着防火阻燃材料的新国标GB 8624—2018的实行,逐步推广防火阻燃等级更高的A2级材料,亟需对材料的核心指标燃烧热值进行控制、研究。对复合型建材中常用的无机矿物填料进行燃烧热值检测,通过检测方法的改进及测试结果的分析,以期为阻燃防火类复合材料的研发提供技术支持。

紫外光固化氮磷/SiO_2有机-无机杂化膨胀阻燃涂层的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备SiO_2溶胶,并将其按不同比例添加到实验室自制的膨胀型光固化磷氮阻燃剂(PETA/MATPT/DAPMP)中制得紫外光固化有机-无机杂化膨胀阻燃涂层,并对其进行表征。研究结果表明:SiO_2溶胶添加量达到15%(wt,质量分数)时,紫外光固化有机-无机杂化膨胀阻燃涂层的膨胀行为基本保持不变,其单向膨胀度仍然能达到126倍,基材背火面的温度最低为338℃,对基材的保护作用显著改善,具有较好的阻燃性能。

硬脂酸钠表面改性复合阻燃材料及在PE-LD上应用

以废弃的浓海水为原料,通过一步沉淀法制备无机复合阻燃材料。采用改性剂硬脂酸钠对无机复合阻燃材料进行表面改性处理,考察了改性剂的用量、改性时间和改性温度对其分散性的影响,同时通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍线(XRD)、比表面积(BET)测试、热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)对改性后的复合材料进行表征。结果表明,当改性剂用量为0.04 g,改性时间为6 h,改性温度为160℃时,改性后的无机复合阻燃材料分散性最佳,与有机材料的相容性最好。将改性后的无机复合阻燃材料填充到低密度聚乙烯(PELD)中进行了应用研究。通过DSC结果表明,添加了改性无机复合阻燃材料的PE-LD与纯PE-LD相比,最大分解温度推迟10℃左右,说明在提高了PE-LD的热稳定性的同时可增加其阻燃性。

POSS/DOPO衍生物阻燃改性有机-无机杂化环氧树脂的制备

将低聚倍半硅氧烷(POSS)和一种高效9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)衍生物(D-bp)通过化学键合的方式引入到环氧树脂的固化体系中制备了有机-无机杂化环氧树脂,并对其阻燃性能和力学性能进行分析。结果表明,有机-无机杂化环氧树脂表现出优异的综合性能,当磷含量仅为0.25%时,有机-无机杂化环氧树脂的阻燃级别能达到UL94 V-0级,峰值热释放速率(p-HRR)、总热释放量(THR)和有效燃烧热(EHC)为515.7 kW/m^(2)、157.2 MJ/m^(2)和23.9 MJ/kg,分别降低了45.1%、22.1%和24.4%,力学性能也有明显改善。

KH570含量对UV固化有机-无机杂化涂层性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,按不同摩尔比合成了一系列SiO_(2)溶胶,并将SiO_(2)溶胶和三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)混合,经减压蒸馏后形成SiO_(2)/TPGDA分散液。然后,将SiO_(2)/TPGDA分散液和环氧树脂齐聚物混合,经UV固化后形成UV固化有机-无机杂化涂层。研究发现,加入SiO_(2)/TPGDA分散液后,KH570含量对涂层的热性能、机械性能得到明显提高的同时,保持优异的光学性能。随着KH570添加量的增加,涂层的铅笔硬度、摆杆硬度和耐刮擦性等机械性能、阻燃性能提高,这主要是由于KH570添加量增加后,无机相和有机相之间的结合力增强导致的。

抗菌阻燃ABS材料的制备与性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、三(三溴苯氧基)三嗪阻燃母粒、无机抗菌剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和钛白粉为原料,利用熔融共混法制备了兼具抗菌和阻燃功能的ABS材料。研究了抗菌剂种类、抗菌剂用量、偶联剂添加方式以及钛白粉用量对材料性能的影响。结果表明,银离子抗菌剂对材料具有更好的抗菌效果,当其用量增加时,材料抗菌率提高,但颜色变暗,冲击强度和阻燃性能变差;相比直接加入KH550熔融共混的方式,利用KH550先对抗菌剂进行表面处理,再与其它原料熔融共混得到的材料抗菌性能和冲击性能更佳,颜色和阻燃等级与不加偶联剂时接近;添加适量钛白粉能改善材料的色差L值,达到协同抗菌作用,且阻燃等级未受影响,冲击强度变化较小。当表面处理的银离子抗菌剂质量分数为0.8%、钛白粉质量分数为2%时,材料的抗菌率大于99.9%,色差L值为94.4,缺口冲击强度达到16.9 kJ/m2,阻燃等级达到V-0级。

无卤阻燃玻纤增强尼龙复合材料研究进展

尼龙玻纤增强材料目前被应用于电子产品、电气设备、汽车零部件、家电等领域,尼龙是指一种具有高机械性能结构的新型高聚物材料,它是属于一种可燃烧的材料。因此开展无卤阻燃尼龙玻纤增强复合新材料方面的关键技术研究开发和产品开发将是一种十分有必要的方面。为了解决尼龙玻纤增强的阻燃性能需填加阻燃助剂达到阻燃效果,对不同的类型的阻燃剂及其添加方式对于尼龙阻燃复合材料的阻燃性能以及机械力学性能等有着完全不同类型的影响。针对阻燃剂的主要阻燃机理分析以及主要阻燃作用方式机理的应用研究结果进行作了研究阐述。

两种沥青路面阻燃剂的阻燃效果研究

研究了氢氧化物阻燃剂和有机磷系阻燃剂对沥青的阻燃效果。采用热重分析仪、X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜等设备表征两种阻燃剂的阻燃效果。研究结果表明,两种阻燃剂都能促进沥青表面生成具有阻燃效果的致密氧化层,从而起到阻燃作用。阻燃沥青热解产物中C―O和O=C特征峰强度比纯沥青的大。无机阻燃剂质量分数为8%、有机阻燃剂质量分数为10%时,阻燃效果较好,并且有机阻燃剂的效果要优于无机阻燃剂。有机阻燃剂在热解前期就可以减少一部分芳香分和饱和分的挥发,同时,由于阻燃剂的黏连效果,氧化阻燃层较无机阻燃剂的更加致密。

磷酸酯共聚物/凹凸棒土杂化阻燃剂改性HDPE

通过六甲基二异氰酸酯(HDI)修饰凹凸棒土(ATP)制得改性粒子ATP-HDI,结合1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)、多聚磷酸(PPA)、1,4-己二醇二缩水甘油醚、双酚A环氧树脂和三聚氰胺为原料制备有机/无机大分子杂化阻燃剂,通过熔融共混化制备高密度聚乙烯(HDPE)阻燃复合材料,通过锥形量热、垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等方法对复合材料进行了详细表征,研究了阻燃剂含量对复合材料阻燃性能、拉伸性能和热稳定性的影响。结果表明,杂化阻燃剂能同时发挥酸源、气源和碳源的3种作用,且热稳定性明显高于常规磷系阻燃剂;随阻燃剂含量的增大,复合材料拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐降低;当阻燃剂含量为20%,复合材料的垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级,LOI和残炭率分别从纯HDPE的17.5%和2%升高至33.5%和25.3%,热释放速率和总热释放量分别降低至142 kW/m^(2)和46.1 MJ/m^(2),拉伸强度和断裂伸长率分别为32.4 MPa和185.7%。

表观密度对聚合聚苯板燃烧性能的影响

选取不同表观密度的聚合聚苯板分别进行单体燃烧试验、燃烧热值试验、不燃性试验,研究表观密度对聚合聚苯板燃烧性能的影响,比较其之间存在的差异。结果表明:聚合聚苯板表观密度在一定范围(100~175 kg/m^(3))内,无机阻燃剂的含量越高,燃烧性能试验的各项指标数值越小,阻燃性能越好。保持聚苯板的密度不变的情况下,无机阻燃剂的热值随聚合聚苯板的密度增加而增大。