新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用

以苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氮阻燃剂——聚苯基磷酰哌嗪(1),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明:添加7%的1时,2的LOI值为34.8%。

新型磷氮阻燃剂对尼龙6的阻燃作用

研究了一种基于烷基次磷酸铝的新型磷氮阻燃剂(OP)对尼龙6(PA6)的阻燃作用。试验结果表明:该阻燃剂对PA6具有良好的阻燃作用,当其添加质量分数为25%时,PA6的氧指数(LOI)大于30%,阻燃级别达到FV-0级,燃烧时材料的热释放速率、质量损失速率和总热释放量明显降低。热重分析结果表明:OP改变了PA6的热降解过程,使之成炭化学反应提前,形成的炭层通过隔热和隔氧而产生阻燃作用。添加OP对材料的机械性能有些影响,如弯曲强度和弯曲模量有所增加,而拉伸强度和冲击功有所下降,但影响不大。

磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成及其对环氧树脂阻燃性能

以3-氨基苯酚、戊二醛及9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,制备了一种磷氮阻燃剂1,5-双(3-羟基苯氨基)-1,5-双{二苯并[c,e][1,2]氧杂膦-6-氧化物}戊烷(GAP-DOPO),对中间体1,5-双(3-羟基苯基亚胺基)戊烷(GAP)和GAP-DOPO的物料配比、溶剂用量、反应温度和反应时间进行了单因素考察,GAPDOPO的最佳合成条件为:n(GAP)∶n(DOPO)=1.0∶2.1,溶剂用量为GAP质量的10倍,反应温度为90℃,反应时间为6 h。通过FTIR、~1HNMR与TGA对阻燃剂的结构及热性能进行了表征;将GAP-DOPO用于阻燃环氧树脂(E-51),制备了3种阻燃环氧树脂复合材料EP1、EP2和EP3,并用TGA、SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,使用垂直燃烧测试仪对试样进行了燃烧测试。结果表明:当w(GAP-DOPO)=30%时,EP3可通过UL94 V-0级测试;TGA结果显示,在800℃(N_2氛围)下,EP3残炭率为21.5%,与纯环氧树脂的16.3%相比,提高了31.9%;SEM结果表明:阻燃剂的加入能够明显改善环氧树脂燃烧后残炭形貌,GAP-DOPO能够提高环氧树脂的阻燃性能。

磷氮阻燃剂在纺织物耐久阻燃整理中的应用

论述了磷氮系阻燃剂对纯棉、涤棉、纯涤纶织物及纱线的耐久阻燃整理,指出了磷氮系阻燃剂存在的主要问题和发展方向。

磷氮阻燃剂PiP-DOPO的制备及对环氧树脂的阻燃

以无水哌嗪、DOPO、四氯化碳为原料制备了磷氮阻燃剂6,6’-(哌嗪-1,4-二基)双(6H-二苯并[c,e][1,2]氧杂磷苯-6-氧化物)(PiP-DOPO),通过红外光谱与核磁共振对其结构进行了表征。将其用于阻燃环氧树脂,通过热重分析(TG)对PiP-DOPO与环氧树脂复合材料的热性能进行了表征,通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及锥形量热测试对环氧树脂复合材料的阻燃性能进行了表征,通过扫描电镜(SEM)对环氧树脂复合材料残炭形貌进行了表征。结果表明,当体系中磷的质量分数为1.50%时,TG测试表明,600℃时体系残炭量由23.02%(EP-0)增加至25.23%(EP-3)(N2氛围),LOI为27.5,UL94测试为V-0级,最大热释放速率(PHRR)由622.8kW/m2降至325.0kW/m2,总热释放量(THR)由121.8 MJ/m2降至76.8 MJ/m2,SEM表明PiP-DOPO的加入能够明显改变环氧体系残炭的表面形貌,PiPDOPO对环氧树脂有良好的阻燃效果。

磷氮阻燃剂PDAB-DOPO的制备及阻燃环氧树脂复合材料性能研究

以对苯二胺、9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、四氯化碳为原料制备磷氮阻燃剂6,6′-(1,4-亚苯基双(氮烷二基)双(6H-二苯并[c,e][1,2]氧杂磷苯-6-氧化物)(PDAB-DOPO)。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对PDAB-DOPO结构进行了表征并将其用于阻燃环氧树脂;通过热失重分析对PDAB-DOPO及环氧树脂复合材料的热性能进行了表征,通过极限氧指数(LOI)和UL94测试对环氧树脂复合材料阻燃性能进行了表征,通过扫描电子显微镜对环氧树脂复合材料残炭形貌进行了分析。结果表明:当体系中磷质量分数为1.65%时,800℃时环氧树脂复合材料残炭量提高到18.9%,环氧树脂复合材料体系的LOI为27.3%,通过UL 94V-0级测试。扫描电子显微镜分析表明,PDAB-DOPO的加入使得环氧树脂体系残炭表面形貌发生明显变化,PDAB-DOPO对环氧树脂具有良好的阻燃效果。

无卤反应型含磷氮阻燃剂的合成及其阻燃改性环氧树脂的研究

通过N-羟乙基苯胺、4-羟基苯甲醛、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成了一种反应型含磷氮阻燃剂6-((4-((2-羟乙基)氨基)苯基)(4-羟基苯基)甲基)二苯并-[1,2]-氧磷腈-6-氧化物(PNOH).以PNOH为阻燃剂与4,4'-二氨基二苯甲烷复配制得了阻燃环氧树脂PNOH/EP,并研究了PNOH添加量(质量分数)对PNOH/EP各项性能的影响.结果表明,PNOH/EP的热稳定性较好,其热分解残炭率较纯的环氧树脂有明显提高;当PNOH添加量为2.4%时,PNOH/EP的极限氧指数(LOI)大于30.0%,垂直燃烧等级为V-0级,储能模量及热稳定性有所提高;当PNOH添加量为10.0%时,PNOH/EP的LOI达到36.0%.阻燃剂PNOH含磷、氮元素,可起到无卤协同阻燃的作用,其与环氧树脂反应生成的复合材料能保持基体良好的热性能和机械性能.

磷氮阻燃剂ATZ对涤纶织物的阻燃整理

以2-氨基噻唑、对羟基苯甲醛和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料合成新型磷氮阻燃剂ATZ,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱进行分子结构表征。结果表明ATZ热稳定性较好,溶解度参数为24.09 J1/2/cm3/2,与涤纶较为接近,所以对涤纶有较好的亲和力。利用ATZ对涤纶进行阻燃整理,涤纶的垂直燃烧损毁长度由10.0 cm降为3.7 cm,续燃时间由30 s降为0 s,无熔滴,残炭量由16.5%增为19.3%,对基材提供隔绝保护作用。

亚麻用磷氮阻燃剂的合成及阻燃性能

试验以三聚氯氰和亚磷酸二甲酯为原料,合成了一种新型的磷氮无醛阻燃剂,并将其用于亚麻织物的阻燃整理。通过测试整理后织物的阻燃性能,优化阻燃剂合成条件。结果表明,亚磷酸二甲酯与三聚氯氰物质的量之比为2.1∶1,反应温度为60℃,反应时间为6 h时,制得的阻燃剂阻燃效果最好。

新型磷氮阻燃剂的合成及工艺研究

本实验以三聚氯氰、羟乙基磺酸钠和磷类化合物DOPO为原料,合成了具有反应活性的磷氮阻燃剂YW-612。通过六因素五水平正交实验确定了最佳整理工艺参数,并对整理后织物耐久性能进行测试,验证了阻燃剂YW-612为耐久性阻燃剂。

一种新型磷氮阻燃剂的合成及其对大麻织物的阻燃整理

为合成一种新型氮磷阻燃剂,以1,3—二[三(羟甲基)甲氨基]丙烷、三氯氧磷为主要原料,将合成的新型磷氮阻燃剂应用于大麻织物上。通过红外光谱FT-IR、热稳定性分析TG、损毁炭长等方法对制备的阻燃剂和阻燃效果进行结构表征和分析。研究结果表明:当n(1,3—二[三(羟甲基)甲氨基]丙烷):n(三氯氧磷)=1∶3,反应时间为5 h,反应温度为75℃,三乙胺用量为3 g/L时,制备的阻燃剂稳定性好,对大麻织物的阻燃效果最佳。

新型氮磷阻燃剂在水性聚氨酯中的应用研究

水性聚氨酯材料因其具有优异的耐热性和力学性能,被广泛用于涂料、泡沫、塑料等领域,但其极易燃烧,限制了其应用,采用聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,自制阻燃剂DOPO-MA-DIPA为一次扩链剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为二次扩链剂,通过预聚体法成功制备阻燃水性聚氨酯;用傅里叶红外光谱仪对阻燃剂和聚氨酯进行了表征,并对阻燃剂的剩炭率、膨胀高度进行了测试。采用氧指数法、垂直燃烧法和水平燃烧法对聚氨酯阻燃性进行研究,结果发现,当阻燃剂的添加量达到聚氨酯有效成分的6%时,聚氨酯的极限氧指数从22.7%提升至27.7%,水平燃烧测试无熔滴产生,阻燃性显著提高。

含硅改性磷-氮阻燃剂和双季戊四醇协同阻燃聚乙烯的制备及性能

以正硅酸四乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)对聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺尿酸盐(MCA)进行改性,制备了Si-MAPP和Si-MMCA,解决了APP和MCA疏水性差的问题。将Si-MAPP和Si-MMCA与双季戊四醇(DPER)复配得到一种新的膨胀型阻燃剂(IFR)并用于LDPE阻燃。利用红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析证明了APP和MCA成功被TEOS和A-151涂层修饰。采用万能材料试验机、极限氧指数仪、UL-94垂直燃烧试验和锥形量热试验测试了LDPE复合材料的阻燃性能。研究结果表明,经TEOS和A-151涂层修饰后,Si-MAPP和Si-MMCA疏水性能优异,与LDPE相容性好。加入含Si-MAPP/DPER/Si-MMCA的IFR大幅提高了LDPE复合材料的阻燃性。当加入质量分数43.75%的Si-MAPP/DPER/Si-MMCA后,复合材料极限氧指数为30.3%并达到V-0级别,拉伸强度达12.92 MPa,比同比例无Si-MMCA的LDPE/IFR高出了3.79%,比质量分数为41.6%无Si-MAPP的LDPE/IFR高出了6.81%。烟密度试验表明,Si-MAPP和Si-MMCA的加入有效提高了LDPE复合材料的残炭量和热稳定性,并使烟气排放明显改善。

无卤氮磷系阻燃剂对阻燃三元乙丙橡胶胶料性能的影响

以三元乙丙橡胶(EPDM)为主体材料,分别采用5种无卤氮磷系阻燃剂FR-680,206,AT-903C,FR35RP和FR21RP(用量为110份)制备阻燃EPDM胶料,考察5种无卤氮磷系阻燃剂对EPDM胶料性能的影响。结果表明:5种无卤氮磷系阻燃剂均能明显提高EPDM硫化胶的阻燃性能,EPDM硫化胶的极限氧指数均在30%以上;填充阻燃剂FR-680和FR35RP的EPDM硫化胶具有优异的物理性能,但其阻燃性能相对较差;填充阻燃剂FR21RP的EPDM硫化胶的拉伸强度为7.0 MPa,极限氧指数为39%,总热释放量最大值为83.43 MJ·m^(-2),总烟释放量最小值为462.42 m^(2)·m^(-2),其综合性能最佳。

新型有机磷-氮协同阻燃剂的合成与应用

以三聚氰胺钠盐和苯基磷酰二氯为原料,合成了新型有机磷-氮阻燃剂苯基磷酰二三聚氰胺(PPBM)。最佳合成工艺为:氮气保护下,三聚氰胺钠盐和苯基磷酰二氯的物质的量比为2.1∶1,三聚氰胺钠盐溶解于四氯化碳后,苯基磷酰二氯缓慢滴入,75℃下反应6 h后加蒸馏水反应1 h,抽滤,蒸馏水洗涤,干燥,收率为92.4%。傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱的表征结果显示合成产物与目标化合物PPBM结构一致,热重-差热分析结果表明,PPBM具有良好的热稳定性和较高的残炭率。将PPBM应用于886A不饱和聚酯树脂中,垂直燃烧测试、极限氧指数测定的结果表明,PPBM具有较好的膨胀成炭性和优良的阻燃效果。通过燃烧后残炭的扫描电子显微镜表征分析了PPBM的阻燃机理,同时也进一步证明了PPBM具有良好的磷-氮协同增效阻燃性能。

席夫碱式磷氮膨胀型阻燃剂的制备及应用

采用一步法将对苯二甲醛分别与二乙烯三胺和4,4’-二氨基二苯甲烷反应生成聚席夫碱,再通过加成反应在席夫碱分子链中加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物,制备了两种新型的磷氮膨胀型阻燃剂PED和PDD,并对两种阻燃剂进行了表征。通过差示扫描量热仪发现这两种阻燃剂与尼龙6(PA6)有很好的相容性。当这两种阻燃剂与PA6熔融共混时,表现出良好的阻燃性能。当添加量为15%时,PA6复合材料达到UL94 V-0级,极限氧指数分别为27.2%和27.6%,600℃时的残炭量分别为2.3%和5.3%,PDD体系表现出更好的阻燃性能。扫描电子显微镜观察到炭渣表面致密,致密的结构很好地阻止了热量传递,保护了基体内部。动力学分析表明,阻燃剂的加入并没有牺牲PA6的稳定性,而且提高了材料的阻燃性能。同时,PDD阻燃复合体系表现出了更好的稳定性。

磷氮复合阻燃剂DMS的合成及其阻燃增韧PLA

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对苯二甲醛(TPA)和三聚氰胺(ME)合成了磷氮复合阻燃剂(DMS)。傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试证明了DMS的成功制备。热重分析(TGA)结果表明,DMS具有较好的热稳定性与优秀的成炭能力。将聚乳酸(PLA)、DMS、热塑性聚酯弹性体(TPEE)与增容剂环氧大豆油(ESO)共混制备了阻燃增韧PLA复合材料。添加质量分数为1%DMS、5%TPEE、5%ESO的PLA复合材料,其极限氧指数(LOI)为30%,UL-94垂直燃烧测试中达到V-0等级。锥形量热(CCT)测试结果显示,峰值热释放速率(PHRR)和总热释放(THR)相比于纯PLA大幅度下降,表明DMS具有优异的阻燃能力;其冲击强度相比纯PLA提升了291%,表明TPEE对于PLA具有较好的增韧作用。扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(LRS)测试表明,DMS的添加可以促使PLA复合材料形成连续致密的炭层。

磷氮溴阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

合成了一种磷氮溴阻燃剂(115F),用其对2种聚丙烯(PP-A和PP-B)进行阻燃改性。结果表明:当115F和二甲基二苯基丁烷的质量比为9∶1时,复合阻燃剂的阻燃效果满足要求,且比无卤阻燃剂和卤锑阻燃剂好。当滑石粉质量分数为20.0%时,2种阻燃PP的UL94阻燃等级为V-2级,离火即熄,符合要求;当硫酸钡质量分数为25.0%时,阻燃PP-A的UL94阻燃等级为V-2级,离火即熄,符合要求;当硫酸钡质量分数为30.0%时,阻燃PP-B的UL94阻燃等级为V-2级,符合要求;加入增韧剂会降低阻燃PP的阻燃性能,实际应用中要控制其用量。

新型磷—氮阻燃剂三(5,5-二甲基-1,3-二氧-2-磷杂环己烷-2-氧甲基)胺的合成及应用

叙述了三（５，５二甲基１，３二氧２磷杂环己烷２氧甲基）胺的合成方法。用元素分析、ＩＲ、１ＨＮＭＲ验证了化合物的结构，分析了除水剂、催化剂等反应条件对反应结果的影响。在聚氨酯软泡中的应用表明。

两种环氧树脂用磷氮阻燃剂的合成与应用研究

将4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)分别与苯甲醛和水杨醛进行缩合反应,所得两种缩合产物分别再与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)进行加成反应,得到两种新型磷氮阻燃剂A和B,并通过红外吸收光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)方法证实了产物的结构。结果表明:所得阻燃剂分子可以和DDM一起充当环氧树脂(EP)的固化剂。将阻燃剂A、B分别同DDM加入到EP中,固化后形成的环氧固化物的Tg值和热稳定性有小幅下降,而阻燃性能大幅提高:当环氧固化体系的含磷量为1.0%时,所有环氧固化物垂直燃烧等级均达到UL94 V-0级;当磷含量达到1.5%时,B的环氧固化物的极限氧指数(LOI)达到41.2%。