新型磷系阻燃剂四苯基(双酚-A)二磷酸酯阻燃PC/ABS的研究

利用自制的四苯基(双酚-A)二磷酸酯(BDP)及其复配体系制备了阻燃PC/ABS,研究了阻燃PC/ABS的力学性能、氧指数(LOI)和垂直燃烧测试性能(UL94)、材料的阻燃性能和烟气释放。结果表明:采用15%的BDP阻燃PC/ABS,材料的冲击强度下降了12.82%,LOI达到30.0%,UL94阻燃性能达到V—0级,平均热释放速率(av-HRR)和最大热释放速率(pk-HRR)分别下降了35.84%和31.17%,点燃时间(TTI)延长18s,火势增长指数(FGI)下降了46.72%,比消光面积(SEA)上升了6.68%;采用BDP/APP复配阻燃PC/ABS,材料的冲击强度最大降幅为33.33%,LOI最大可达30.1%,UL94阻燃性能由V—0级降为V—1级,av-HRR和pk-HRR最大分别下降40.89%和31.2%,TTI最大延长20s,FGI最大降幅为50.37%,SEA最大涨幅为11.14%;采用BDP/纳米SiO2复配阻燃PC/ABS,当纳米SiO2的添加量为7%时,材料的冲击强度上升了5.13%,LOI达到31.1%,UL94阻燃性能达到V—0级,av-HRR和pk-HRR分别下降了43.18%和4069%,TTI延长20s,FGI降幅为59.12%,平均比消光面积(av-SEA)涨幅为8.09%,6min内av-SEA下降6.92%,(6min总发烟指数)TSPI6min下降5.54%,阻燃、抑烟效果最佳,对PC/ABS材料的力学性能影响最小。

DBBDP阻燃聚碳酸酯性能研究

合成了一种新型无卤固态耐高温磷酸酯阻燃剂——4,4'-二羟基联苯双(二苯基磷酸酯)(DBBDP),利用FTIR、元素分析、1HNMR、31PNMR及TG对其结构及热分解行为进行了表征。研究了该阻燃剂对聚碳酸酯(PC)阻燃性能、力学性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。结果表明:阻燃剂用量为4%即可使PC达UL94V—0级(3.2mm),氧指数(OI)接近30%。DBBDP还能改善PC的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量等力学性能。DBBDP虽不能增加PC的成炭率,却可加速PC的交联成炭。此外,扫描电镜照片显示,DBBDP可使PC残炭的炭层加厚,但不能有效改善炭层的表面沟痕。

芳香族双磷酸酯复配体系阻燃PPO/HIPS的制备与阻燃性能

采用芳香族双磷酸酯如双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)和间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP),分别与纳米二氧化硅(n-SiO2)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配制备了阻燃PPO/HIPS和阻燃PPO/HIPS纳米材料。利用氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL94V)、热失重分析(TGA),锥形量热仪(CONE)等技术探讨了复配体系对PPO/HIPS的阻燃作用和阻燃机理。实验结果证明:采用复配体系阻燃的PPO/HIPS取得了很好的效果。在相同添加量的情况下RDP比BDP较优。材料氧指数最高达到了35.0%,具UL94 V-0阻燃级。

双酚S双(二苯基磷酸酯)(BSDP)阻燃剂的合成

用三氯氧磷、双酚S与苯酚反应制得化合物双酚S双(二苯基磷酸酯)(BSDP)。用正交法讨论了物料比、反应温度、反应时间、催化剂种类和用量对反应的影响,确定了反应的最佳条件:TiC l4为催化剂,用量为双酚S质量的3.0%;n(三氯氧磷)∶n(双酚S)∶n(苯酚)=4∶1∶4.05;第一步反应温度60℃,反应时间7 h;第二步反应温度160℃,反应时间8 h,产品总收率85.7%。通过1HNMR、IR和元素分析表征了化合物的结构;热重法分析证明它有很好的热稳定性和成炭作用。

氢氧化镁与磷酸酯齐聚物协同阻燃聚酰胺6

研究了氢氧化镁(MH)与间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)复配阻燃改性聚酰胺(PA)6,当m(PA6)/ m(MH)/m(RDP)为45:50:5时,复合体系通过了垂直燃烧UL94V-0级,极限氧指数为47.0%,拉伸屈服应力、缺口冲击强度和弯曲模量分别为纯PA6的110%、85%和138%。用热重分析仪、动态力学分析仪和扫描电子显微镜对MH和RDP协同改性PA6的机理进行了探讨,发现RDP的加入使PA 6/MH作用力加强,热稳定性提高,燃烧炭层更为致密。

NE/OMMT纳米复合物与RDP复配阻燃ABS的制备与性能

采用酚醛环氧树脂/有机蒙脱土(NE/OMMT)纳米复合物与间苯二酚双(二苯磷酸酯)(RDP)复配作为阻燃剂,制备了阻燃ABS;研究了OMMT用量对ABS阻燃性能及力学性能的影响;并通过TGA、XRD、TEM对材料进行了表征。结果表明:NE/OMMT纳米复合物与RDP对ABS具有很好的协同阻燃作用,当OMMT、NE和RDP用量分别为0.5%、6.0%和9.0%时,阻燃ABS氧指数高达39.0%,且力学性能优良;OMMT的添加提高了阻燃ABS的热稳定性;OMMT经NE插层后,层间距明显增大,与ABS熔融共混后可产生部分剥离。

纳米SiO_2与RDP协同阻燃PC/ABS的研究

采用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)及其与纳米SiO2复配制备双酚A聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)阻燃材料,测定了阻燃PC/ABS的极限氧指数、UL94V阻燃性能及热稳定性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了阻燃PC/ABS于600℃热分解残余物的形态,采用锥形量热仪测定了阻燃PC/ABS的释热速率峰值、释热速率平均值、总释热量、平均有效燃烧热和平均质量损失速率。结果表明,纳米SiO2与RDP添加量分别为5%和9%时,PC/ABS的阻燃性能达UL94V-0级,极限氧指数为29.0%,且阻燃PC/ABS的释热速率峰值、释热速率平均值、总释热量、平均有效燃烧热以及平均质量损失速率分别下降了16.12%、58.82%、40.83%、17.91%和36.90%,同时也证明了纳米SiO2与RDP具有非常好的协同阻燃效应。

双酚A双(二苯基磷酸酯)阻燃剂的合成

用三氯氧磷、双酚A与苯酚反应制得化合物双酚A双(二苯基磷酸酯).采用单因素法分别对物料比、反应温度、催化剂进行讨论,确定了适宜的工艺条件:三氯氧磷、双酚A与苯酚的物质的量之比为3∶1∶4.05;第一步反应温度为50℃,反应时间为6 h;第二步反应温度为140℃,反应时间为8 h;以A lC l3为催化剂,用量为双酚A总质量的2%,产品收率达88.7%.通过FT-IR对化合物的结构进行了表征,产品质量达到国外同类产品指标.在塑料中对其阻燃性能做了测试,结果表明它是一种较好的阻燃剂.

β-环糊精/间苯二酚双(二苯基)磷酸酯包合物改性聚氨酯的阻燃性研究

采用物理共混法,将β-环糊精/间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)包合物添加至聚氨酯树脂中,制备了一系列具有阻燃效果的聚氨酯膜。通过力学性能测试、热重分析、扫描电镜、极限氧指数和垂直燃烧实验等手段,研究了β-环糊精/RDP包合物的含量对聚氨酯力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:聚氨酯经β-环糊精/RDP包合物改性后其胶膜的力学性能明显提高。当β-环糊精/RDP包合物质量分数为20%时,极限氧指数为26%。UL-94燃烧测试结果表明,改性聚氨酯的阻燃性能已达到V-1级。

间苯二酚型磷酸酯齐聚物对聚碳酸酯阻燃性能的影响

采用间苯二酚型磷酸酯齐聚物(RDP)阻燃剂对聚碳酸酯(PC)进行改性,研究了阻燃剂用量对PC力学、阻燃性能和热稳定性能的影响。研究结果表明:随着阻燃剂加入量的增多,PC的阻燃等级、极限氧指数均有显著提高。TG曲线显示,随着阻燃剂用量的增多,材料质量损失1%时所对应的温度和最大热质量损失速率温度均先降低后升高,而最终的残炭率明显升高。同时,PC的拉伸强度、弯曲强度也随阻燃剂用量的增加而增大,但冲击强度逐渐减小。

酚醛环氧／双酚A二(二苯基)磷酸酯／有机蒙脱土阻燃ABS Ⅰ．有机蒙脱土对阻燃ABS性能的影响

采用酚醛环氧树脂(NE)、NE/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合物与磷酸三苯酯(TPP)、双酚A二(二苯基)磷酸酯(BDP)复配制备了无卤阻燃ABS。结果表明,BDP的阻燃性能优于TPP。当NE与BDP质量比为2:3,总质量分数为20%时,阻燃ABS的氧指数(LOI)比NE-TPP阻燃ABS体系提高了15%;BDP的起始失重温度比TPP高150℃,NE加入后混合物在400℃以上质量损失速率明显下降。当NE、OMMT和BDP质量分数分别为6%,0.5%和9%时,阻燃ABS的LOI比未添加OMMT的阻燃ABS的LOI提高10%,pHRR和mHRR则分别降低11%和8.7%。阻燃ABS的冲击强度随配方的变化有不同程度的降低。OMMT经NE插层后,层间距从2.14 nm增大到3.77 nm,部分达到7,2 nm。BDP分解产生的POH和NE热氧化产生的羧酸在高温下发生酯化反应。

酚醛环氧树脂／间苯二酚双（二苯磷酸酯）阻燃ABS的制备及其性能研究

采用酚醛环氧树脂（NE）与间苯二酚双（二苯磷酸酯）（RDP）复配作为阻燃剂，制备了性能良好的无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS），研究了各组分质量比及用量对ABS的阻燃性能和力学性能的影响，并通过热失重分析仪对阻燃机理进行了初步探讨。结果表明，NE与RDP对ABS具有良好的协同阻燃作用，当NE与RDP的质量比为2：3、总用量为15％时，可以制得极限氧指数高达37％并具有较好力学性能的无卤阻燃ABS。热重分析结果表明，在高温下NE与RDP间的相互作用具有良好的协同成炭作用，从而对ABS产生协同阻燃效应。

酚醛环氧／双酚A二(二苯基)磷酸酯／有机蒙脱土阻燃ABS Ⅱ．偶联剂和硼酸锌对阻燃ABS性能的影响

将硼酸锌和偶联剂添加到以酚醛环氧树脂(NE)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合物与双酚A二(二苯基)磷酸酯(BDP)阻燃ABS体系中制备了无卤阻燃ABS。研究发现添加偶联剂KH560的阻燃ABS的氧指数和冲击强度都比添加KH550的高。KH560质量分数为0.5%时对阻燃体系有一定的协同效应,提高了体系的氧指数。硼酸锌在一定范围内对NE/OMMT-BDP阻燃ABS体系也有协同效直,随着其用量增加,氧指数先增大后减少;增加硼酸锌用量使冲击强度明显下降,而拉伸强度则是先升后降,在其质量分数为3%时,拉伸强度达到最高。

无卤阻燃剂间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的合成及表征

用路易斯酸作为催化剂,用间苯二酚、三氯氧磷和苯酚作为原料合成出了间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)。研究结果表明,最好的催化剂为MgCl2,并且其最佳的用量为间苯二酚用量的1%(mol)。所得产物经过红外光谱、高效液相色谱和酸度的表征并对其结果进行了讨论,热失重分析表明产物的5%热失重分解温度为315℃,可作为阻燃工程塑料的阻燃剂。

以β-环糊精包合间苯二酚双(二苯基)磷酸酯阻燃剂的制备与表征

以β-环糊精和间苯二酚双（二苯基）磷酸酯（RDP）为原料,在65℃DMAC溶液中形成β-环糊精/RDP包合物。利用核磁共振（^1H NMR）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）、扫描电子显微镜等方法对包合物进行鉴定。结果表明,β-环糊精与RDP已形成包合物,当β-环糊精与RDP投料摩尔比为1∶2时,包合率最高为55.17%。

双酚A双(二苯基)磷酸酯对环氧树脂的阻燃性能

采用双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)、有机改性蒙脱土(OMMT)和环氧树脂(EP),分别制备了阻燃环氧树脂(BDP-EP)和阻燃纳米材料(BDP-OMMT-EP).利用氧指数、水平垂直燃烧、热重分析以及锥形量热等技术探讨了阻燃材料的阻燃性能和阻燃机理.实验结果证明,BDP-EP和BDP-OMMT-EP的最大热释放速率和平均热释放速率等参数都降低了,但是BDP的阻燃效果优于BDP-OMMT,即BDP和OMMT没有协同阻燃作用.

阻燃剂双酚-A双(磷酸二苯酯)的合成

用三氯氧磷、双酚A与苯酚反应制得化合物双酚-A双(磷酸二苯酯)(BDP)。采用单因素法分别对物料比、反应温度对产率的影响进行考察,确定了适宜的合成路线和反应条件。第一步,三氯氧磷和苯酚的物质的量之比为1:2.4,反应温度为110℃,反应时间为36h;第二步,中间体产物二苯基磷酰氯(DPCP)与双酚A的物质的量之比为2:1,反应温度为100℃,反应时间为19h,以MgCl2为催化剂(用量为苯酚总质量的1%)产品总收率为86.1%。

四苯基联苯二酚双磷酸酯的合成研究

用三氯氧磷、4,4’-二羟基联苯、苯酚为原料合成阻燃剂四苯基对联苯二酚双磷酸酯(DBBDP),采用单因素实验法分别对物质的量之比、反应时间、反应温度进行讨论,确定了最佳的反应条件:三氯氧磷、4,4’-二羟基联苯和苯酚的物质的量之比为6︰1︰4.1;第1步反应温度为105～120℃,反应时间为4 h;第2步反应温度为120～150℃,反应时间为5 h;无水三氯化铝为催化剂,用量为4,4'-二羟基联苯的2%,产品收率为82.1%。产品经红外光谱和元素分析确定其结构和组成,通过热重分析表明产品的耐热性能良好。

阻燃剂磷酸双酚A四苯酯(BAPP)的液相色谱分析

用高效液相色谱法(HPLC)分离阻燃剂磷酸双酚A四苯酯,液-质谱联用定性分析,面积归一化法定量。采用SpheriSorbC18/SiO2(粒径5μm,规格250mm×4.6mm)为色谱柱,以乙腈/四氢呋喃/0.04%磷酸水溶液(三者体积比为35∶30∶35)为流动相,流速0.8mL/min,乙腈的吸收波长为210nm,四氢呋喃吸收波长为280nm,样品BAPP分别在270nm、254nm波长下有两个吸收峰,通过对乙腈、四氢呋喃、BAPP紫外光谱的分析,选择测定波长254nm。该分析方法可以作为BAPP纯度的分析方法来表征所合成的产品质量,虽然双酚A组分相对偏差较大,基本能够满足控制分析方法的需要。

磷酸酯齐聚物阻燃剂的合成及应用

以三氯氧磷、间苯二酚、双酚A和苯酚等为原料合成了间苯二酚型磷酸酯齐聚物和双酚A型磷酸酯齐聚物, 其结构经红外光谱、高效液相色谱和热重分析表征。研究了催化剂种类和用量对反应的影响以及反应物配比和溶剂对产物性能的影响,结果表明,MgCl2的催化效果最好,最佳用量为1％,三氯氧磷与双酚类化合物的最佳摩尔比为 1:4．5～5．0。磷酸酯齐聚物阻燃剂在树脂阻燃方面的应用实验表明,其对聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的阻燃可达到UL94 V-0级。