磷-氮-硼复合木材阻燃剂配方优化及处理工艺

探讨了由磷酸、硼酸、双氰胺等为主要组分制备的新型磷-氮-硼阻燃剂的优化配方,以氧指数和烟密度为指标评价了该阻燃剂处理材的阻燃、发烟性能,并进一步优化阻燃处理工艺。结果表明,该阻燃剂主要组分双氰胺、磷酸、硼酸最佳配方摩尔比为0.095∶0.102∶0.162。经阻燃处理后的杨木木材,其氧指数从23.4%提高至60%,烟密度由40.64%降至25%。同时得出的优化处理工艺为浸渍浓度5%,浸渍时间84 h,浸渍温度60℃。

磷-氮-硼复合阻燃剂处理橡胶木的初步研究

采用水基型磷-氮-硼复合阻燃剂,对炭化及未炭化橡胶木进行浸注处理,分析不同配方的阻燃剂对橡胶木增重率(WPG)、抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)的影响。结果表明:不同配方的阻燃剂对未炭化橡胶木的增重率无显著影响,而对炭化橡胶木的增重率有显著影响。不同配方的阻燃剂对未炭化和炭化橡胶木的MOE和MOR均无显著影响,但炭化橡胶木的MOE和MOR明显低于未炭化橡胶木。

硼-磷-氮协效膨胀型阻燃剂的合成与性能研究

以三聚氰胺(MEL)、磷酸(PA)、硼酸(BA)等为原料,合成了三聚氰胺磷酸盐(MP)和三聚氰胺硼酸盐(MB)中间体,以及三聚氰胺磷酸硼酸盐(MPB)硼-磷-氮协效"三位一体"膨胀型阻燃剂,用红外光谱和元素分析等方法对合成产物的结构和组成进行了表征,确定了阻燃剂合成的最佳条件。探讨了MPB的元素组成对MPB阻燃环氧树脂复合材料氧指数的影响,以及MPB的协同阻燃机理。结果表明:合成MP时,三聚氰胺和磷酸的最佳摩尔比为1:0.5;合成MB时,三聚氰胺和硼酸的最佳摩尔比为10:1;合成MPB-1(以MP为中间体)的最佳质量比为w(MP):w(BA)=3:1;合成MPB-2(以MB为中间体)的最佳质量比为w(MB):w(PA)=0.92:1。MPB-2对环氧树脂的阻燃性能优于MPB-1,这是由于MPB-2中元素组成均衡,使得B-P-N协效作用明显。

氮磷硼复合膨胀型木材阻燃剂改性木材的FTIR分析

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测得氮磷硼复合膨胀型木材阻燃剂改性木材和未处理普通木材的FTIR图谱,探讨了氮磷硼复合膨胀型木材阻燃剂与纤维界面间的结合机理。

磷-氮-硼复合阻燃橡胶木的燃烧性能研究

采用磷酸二氢铵(DAP)和硼砂(SB)复配制备磷-氮-硼(P-N-B)复合阻燃剂,对橡胶木进行真空加压浸渍处理。通过极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)测试不同配方阻燃剂处理橡胶木的燃烧性能。结果表明:P-N-B复合阻燃剂对橡胶木表现出较好的阻燃抑烟效果。载药率为10.67 wt%时,阻燃橡胶木的LOI值为52.3%,达到难燃或不燃材料标准;阻燃橡胶木的热释放速率降低约60%,热释放总量降低约50%,有效燃烧热明显降低,质量损失速率降低,总发烟量最高减少约97%,CO和CO2生成总量降低95%以上。氮磷硼协效阻燃橡胶木达到建筑材料阻燃B1级,3种元素协同抑烟效果显著。

磷-氮-硼系水性聚氨酯阻燃涂料的制备及应用

为制备高效、环保的复合型木材阻燃涂料,采用正交试验法,以水性聚氨酯为基料,以木材的热释放速率(HRR)和成碳率为考察指标,对磷-氮-硼系阻燃涂料中的硼酸锌(ZnB)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、空心玻璃微珠(HGB)的用量进行优化。结果表明,ZnB、MPP、HGB的最优用量分别为7.5%、10%、15%。进而对优化后的涂料进行燃烧测试,并对其阻燃机理进行了系统的分析。与原木相比,涂刷阻燃涂料的木材的热释放总量(THR)、总烟雾生成量(TSP)分别减少了29%和49%,残碳量增加了63%。

磷系阻燃剂在透明防火涂料中的应用研究进展

木结构建筑耐火等级低、火灾荷载大,一旦发生火灾将会造成严重的火灾事故,透明防火涂料因兼具优异的装饰性能被广泛用于增强木结构建筑的火灾安全。磷系阻燃剂具有环保、高效、低毒等优点,是透明防火涂料的主要组成部分。从磷酸酯类阻燃剂、磷-氮阻燃剂和复合磷系阻燃剂等方面,综述了磷系阻燃剂在透明防火涂料中的应用研究进展。指出开发出多功能改性磷系阻燃剂,实现磷系阻燃剂三源一体、有机无机复合、多种元素协效阻燃是未来透明防火涂料的发展趋势。

碳纳米球基氮-磷-硫复合阻燃剂的合成及其对环氧树脂的阻燃性能

以碳纳米球(CNSs)为核、六氯环三磷腈(HCCP)和氨基二苯砜(DDS)为桥梁和接枝剂制备一种碳纳米球基氮-磷-硫复合阻燃剂(CNSs-H-D)并表征其形貌结构和热稳定性,研究了这种复合阻燃剂对环氧树脂(EP)的阻燃性能和机理。结果表明:合成的CNSs-H-D是直径为80 nm的球状颗粒,热稳定性优异;CNSs-H-D添加量(质量分数)为5%的CNSs-H-D/EP,其LOI从EP的20.0%提高到27.5%,阻燃等级为V-2级,热释放速率峰值和火灾危险性指数比EP分别降低16.8%和42.2%;CNSs-H-D可显著提高EP的热稳定性和成炭性,CNSs-H-D/EP的初始分解温度比EP高40℃,高温残炭量提高了144.7%。CNSs-H-D/EP具有典型的凝聚相阻燃机理,其炭层的致密性和连续性好,初始失重温度比纯EP的炭层高190℃,800℃的剩余质量高达94.5%。

磷氮硼阻燃剂处理炭化橡胶木工艺

采用水溶性磷-氮-硼复合阻燃剂,对炭化橡胶木进行了阻燃处理,分析了前真空时间、浸注压力和浸注时间对炭化橡胶木增重率和力学性能(MOE和MOR)的影响。研究结果表明:前真空时间、浸注压力和浸注时间对炭化橡胶木的增重率和MOE、MOR没有显著影响。在实验范围内,较佳的工艺条件为:前真空时间10min,浸注压力0.4MPa,浸注时间10min。

环保型阻燃增强聚丙烯的研制

以氮-磷系阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）与阻燃用有机改性纳米蒙脱土（ONMMT-FR）的母粒作相容剂和阻燃协效剂、玻璃纤维增强剂,对聚丙烯（PP）进行阻燃增强改性,制得的纳米复合材料阻燃性达到UL-94 V-0级（1.6 mm）,且低烟,无熔滴,拉伸强度40.8~41.5 MPa,弯曲强度68.2~70.5 MPa,缺口冲击强度8.48~8.95 kJ/m2,热变形温度159~160℃（0.45 MPa下）。

多壁碳纳米管协效复合膨胀阻燃剂阻燃EVA的研究

以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基体树脂,大分子磷氮复合阻燃剂(NPS)为主阻燃剂,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为协效剂,制备了低烟无卤阻燃EVA复合材料。采用极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、力学性能和动态热力学性能(DMA)测试等手段对复合材料进行测定,重点考察了MWCNTs对膨胀阻燃EVA体系的影响,探讨了其作用机理。结果表明:MWCNTs对阻燃EVA体系具有很好的协同效应;MWCNTs的加入提高了膨胀炭层在高温时的热稳定性,增加了高温时的残炭量;MWCNTs可以改善膨胀炭层的形貌,提高炭层的隔热性能;0.5%的MWCNTs与29.5%的NPS复配,试样的LOI达到33.6%,拉伸强度达到12.37 MPa;MWCNTs用量在3%以内时,体系仍能保持较好的电绝缘性。

新型木材阻燃剂FRW在东北林大研制成功

东北林业大学木材科学与应用技术研究所研制成功一种新型磷-氮-硼复合体系阻燃剂,由高纯度脒基脲磷酸盐(GUP)、硼酸和少量助剂组成。 本项目得到国家“948”林业项目的资助,投入300余万元研究经费,历时5年,从阻燃剂的设计合成、木材阻燃处理技术。