星型绿色磷腈阻燃剂的制备及阻燃环氧树脂性能

从分子结构设计出发,以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、三氯氧磷及新戊二醇等为原料,制备了一种新型阻燃剂六[4-(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂己内磷酰基)苯氧基]环三磷腈(HDDCPPCP),并将其与聚磷酸铵(APP)和多壁碳纳米管(MWCNT)复配,应用于环氧树脂(EP)中,制备了HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP阻燃复合材料.利用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、拉伸、弯曲和冲击等方法研究该阻燃复合材料的燃烧性能、热性能及力学性能.实验结果表明,保持阻燃体系总质量分数为30%,当MWCNT质量分数为2%时,EP2(HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP)的各项燃烧参数综合表现较好,其LOI值达到42. 8%,热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对EP0分别降低92. 5%,93. 0%,65. 2%和66. 6%,呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; EP2的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量较好,分别为110. 46 MPa,6. 24%,1259. 99 MPa,377. 72 MPa.

磷腈阻燃剂对不饱和聚酯树脂包覆层性能影响

以不饱和聚酯树脂为基体,添加磷腈阻燃剂六(4–羟甲基苯氧基)环三磷腈,研究磷腈阻燃剂对不饱和聚酯树脂包覆层力学性能、耐烧蚀性能、热稳定性能的影响,同时考察了磷腈阻燃剂对于包覆层浆料工艺性能的影响。结果表明,随着磷腈阻燃剂含量增加,浆料黏度急剧升高,工艺性能变差;当磷腈阻燃剂含量为8份时,不饱和聚酯树脂包覆层的拉伸强度降低至14.1 MPa,而断裂伸长率达到最大值,为31.0%,继续增加磷腈阻燃剂含量,拉伸强度没有显著变化,而断裂伸长率显著降低;热重分析结果表明,当磷腈阻燃剂含量为8份时,包覆层在450℃时的残炭率从纯不饱和聚酯树脂的6.3%提高至25.3%;耐烧蚀性能分析结果表明,包覆层的线烧蚀率随磷腈阻燃剂增加明显下降,当磷腈阻燃剂含量达到40份时,包覆层的线烧蚀率从纯不饱和聚酯树脂的0.75 mm/s降为0.36 mm/s,降幅达52%。

六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂/聚酰亚胺纤维对三元乙丙包覆层烟雾性能的影响

研究了六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈(PN-OH)阻燃剂和聚酰亚胺(PI)纤维对三元乙丙包覆烧蚀性能和烟雾性能的影响,并对阻燃和固碳机理进行了分析。通过1#—10#试样分析结果可以看出,随着PN-OH和PI含量的增加,三元乙丙包覆层线烧蚀率由0.164mm/s降至0.102mm/s,质量烧蚀率由0.065g/s降至0.055g/s;包覆层烟雾性能得到较大改善,可见光透过率由68.4%提高为90.2%,激光透过率由55.3%提高为75.3%。

新型磷腈阻燃剂对环氧树脂的阻燃应用研究

以三乙烯四胺(TETA)、环氧树脂(E-51)、单环氧化合物(AGE)为原料,在物料摩尔比(TETA:E-51:AGE)为1∶0.5∶1,反应温度为60℃,反应时间为4h的工艺条件下制备的水性环氧固化剂,与环氧乳液均匀混合,合成了一种新型环氧树脂涂料。分别将5%(wt,质量分数,同下),10%,15%,20%的磷腈阻燃剂添加到制备的环氧树脂涂料混合,并通过耐盐雾、耐水、极限氧指数、热重分析等测试研究阻燃涂料的综合涂膜性能、阻燃性能及热性能。结果表明:水性环氧固化剂与自制环氧乳液和添加10%磷腈阻燃剂混合涂膜,极限氧指数值从19.8提高至28,改善了环氧树脂的阻燃性能。

新型环三磷腈阻燃剂的研究进展

综述了新型环三磷腈阻燃剂的研究进展,主要包括含有苯胺基或苯氧基、不饱和键、羟基、氨基、硅等不同官能团的环三磷腈衍生物的合成及阻燃机理,总结了其应用领域及存在的优缺点。尽管磷腈类阻燃剂较传统阻燃剂在性能方面有巨大提升,但也存在合成成本高,硅、不饱和键等侧基对氯原子的取代程度难以控制,以及含苯环取代基添加型阻燃剂添加量大导致的力学性能下降等问题。针对这些问题,降低合成成本、发展新工艺进行规模化生产以及完善理论研究是我国磷腈类阻燃剂未来的研究重点。

环三磷腈类阻燃剂的研究现状

对近年来环三磷腈类阻燃剂在纺织品和热固性塑料中的应用进行了综述,其可分为反应型和添加型,结合不同类型阻燃剂的特点以及当前面临的问题,对其发展趋势进行了总结与展望。

环三磷腈衍生物在聚合物中的阻燃应用进展

从环三磷腈类阻燃剂的阻燃机理、研究及其应用3个方面,对不同结构特点的环三磷腈类衍生物阻燃剂的发展进行了总结,重点介绍了含氨基、羟基、不饱和双键及硅基的环三磷腈衍生物的合成方法、发展现状及其在聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂等热固性树脂中的应用,并对其发展趋势进行展望。以阻燃为目的的材料研究,及材料阻燃技术在近几年得到快速发展,已成为新材料工业体系的重要组成部分。但是,目前一些阻燃剂仍存在对环境、机体的危害性,所以,研究无毒无害、健康友好的阻燃剂变得极为重要。环三磷腈是一类以磷、氮交替为基本骨架的六元环状结构,其优异的生物安全性和较高的磷、氮含量,使其广泛应用于环保阻燃材料领域。

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂(HTTCP)分别与六苯氧基环三磷腈(HPCTP)和季戊四醇磷酸酯(PEPA)按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸(PLA)的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20%时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2%,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94V-0级。

含硅环三磷腈衍生物阻燃改性聚碳酸酯的性能

将聚碳酸酯(PC)、滑石粉(Talc)、聚四氟乙烯(PTFE)及自制的含硅环三磷腈衍生物阻燃剂(HSPCTP)在密炼机上熔融共混,经模压制备HSPCTP阻燃PC/Talc/PTFE复合材料。通过垂直燃烧测试和极限氧指数(LOI)测试分析了复合材料的阻燃性能,采用热重分析、动态热机械分析、拉伸和冲击试验研究了阻燃剂含量对复合材料热稳定性、储能模量及玻璃化转变温度(T_g)和力学性能的影响。结果表明,HSPCTP的加入能够促进PC的热解,使其更早地产生炭层,有效提高复合材料的阻燃性能,当添加3份HSPCTP时,复合材料的LOI值达到28.4%并可以通过UL 94 V–0等级测试,断裂伸长率和冲击强度分别比纯PC提高了174%和135%,而此时的拉伸强度与纯PC相差不大。HSPCTP提高了低于T_g时的复合材料储能模量,但略微降低了复合材料的T_g。

磷腈类阻燃剂在环氧树脂中的应用研究

对环氧树脂(EP)阻燃性的研究逐渐趋向于绿色、环保、高效和多功能化。而磷腈因含有丰富的磷、氮元素,为提升EP的阻燃性起重要作用。文章综述了近年来磷腈类阻燃剂在EP领域中的应用,从制备方法,极限氧指数(LOI)、垂直燃烧UL-94、力学性能及热稳定性能测试等方面,对比分析不同类型的磷腈阻燃剂对纯EP及其复合材料阻燃性能的影响。研究表明:磷腈阻燃剂不仅可以提高EP的阻燃性,还可以满足其功能化需求,是未来阻燃发展的重要方向之一。

磷腈化合物阻燃高分子材料研究进展

磷腈化合物是一类骨架由磷、氮单双键交替排列而成,侧基由有机基团组成的有机-无机化合物.由于其结构特殊、性能优异而被应用于防火阻燃、生物医用、高分子导体及液晶、燃料及催化剂等各种领域.磷腈有高含量的磷、氮元素,因而具有优异的阻燃性能.近年来,环三磷腈阻燃剂被越来越广泛地应用于高分子阻燃材料中.本文阐述了近10年来具有不同取代基的环三磷腈阻燃剂的合成及应用,重点介绍了其对环氧树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚烯烃、聚酯等高分子材料的阻燃性能及热稳定性的影响,并对其影响规律和阻燃机理进行了总结,对其应用前景进行了展望.

添加型磷腈类阻燃剂在高分子材料中的应用

添加型磷腈类阻燃剂具有热稳定性好、耐候性好、低烟、低毒、低添加量和吸潮性低等优点,在阻燃高分子材料领域得到广泛应用。综述了近些年来国内外添加型磷腈类阻燃剂在高分子材料中的应用研究进展,分析了磷腈阻燃剂阻燃高分子材料的研究现状,为新型磷腈类阻燃剂的研发提供参考。

Study on the Properties of Microcapsulated Chlorocyclophosphazene Polypropylene Composites

Microcapsulated chlorocyclophosphazenes were synthesized,and then microcapsulated chlorocyclo- phosphazene/polypropylene(PP)composites were prepared.The results showed that microcapsulated chlorocyclo- phosphazene had good high thermal stability through thermogravimetric analysis(TGA).The flammability and mechanical properties of microcapsulated chlorocyclophosphazene/polypropylene composites were investigated by limiting oxygen index experiment,UL 94V flame retardancy test,cone calorimetry,tensile experiment,and impact test,respectively.It was shown that the microcapsulated chlorocyclophosphazene/PP composites had better tensile strength,impact strength,flame retardant properties and smoke suppress properties compared with chlorocyclo- phosphazene/PP composites.