Study on Synthesis, Characterization of DCMA and Flame Retardant Research

A nitrogen phosphorus synergistic flame retardant DCMA was synthesized frOm N-methylol acrylamide （NMA） and Diethyl Chlorophosphate （DC）. The reaction time and reaction mechanism were determined by tracking the reaction process using ultraviolet spectrum.The cotton cloth finished with DCMA, by rolling baking process, when the flame retardant concentration from 10% to 30%.the smoldering time decreased from 3S to 1 S, carbon length decreased from 10.5 to 6.3, limiting oxygen index by 31 increased to 36.4.the tensile breaking strength of cotton fabric decreased from 6.46MPa to 3.12MPa.

低烟无卤阻燃聚烯烃的研究进展和应用前景

结合近几年来在低烟无卤阻燃聚烯烃研究的系列工作,综述了该领域国内外研究的最新进展,重点论述了聚合物纳米插层化合物、可膨胀石墨体系、硅胶/碳酸钾体系、氢氧化镁和硼酸锌、有机磷系和磷-氮系膨胀型阻燃剂在无卤阻燃聚烯烃中所取得的主要成果,展望了其应用前景。

磷-氮大分子膨胀型阻燃剂及其阻燃聚丙烯的研究进展

磷-氮大分子膨胀型阻燃剂(MIFR)有效克服了传统多组分膨胀型阻燃剂易迁移、易吸湿、与基体相容性差等缺点,是目前最具发展前景的无卤阻燃剂之一。文中综述了近年来国内外关于多组分和单组分磷-氮MIFR及其阻燃聚丙烯(PP)的最新研究进展,分析了磷-氮MIFR亟需解决的问题,并指出了"三源一体"和多功能化是磷-氮MIFR的发展趋势。

氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究

采用热失重（ＴＧ）、差热分析（ＤＴＡ）等热分析方法和红外光谱热示踪法研究了氮系阻燃剂ＭＣＡ对尼龙６热氧降解行为的影响及其作用本质。结果表明ＭＣＡ改变了尼龙６热氧降解的历程，促进尼龙６直接碳化分解而达到阻燃目的。这一研究结果否定了藤野文雄建立的“升华吸热”的物理阻燃机制，提出了ＭＣＡ凝聚相催化碳化膨胀的阻燃机理，为该ＭＣＡ的深度应用和工业化生产奠定了理论基础。

一种高含磷含氮聚磷酰胺的合成与表征

以季戊四醇、三氯氧磷为原料,三氯化铝为催化剂,合成了双官能团化合物螺环季戊四醇双磷酸酯二酰氯(SPDPC),将其与哌嗪在三乙胺存在下通过溶液缩聚合成了新型高含磷、含氮膨胀型阻燃剂——聚哌嗪季戊四醇双磷酸酯(PPS)。以元素分析、IR、1H-NMR、31P-NMR对其结构进行了表征,以TGA-DTA评价了其热稳定性。热重分析表明,聚合物的起始分解温度为326℃,成炭率达46%。以乌氏黏度计测定了不同聚合反应时间所得聚合物的特性黏度,结果发现,延长反应时间,聚合度有所增加,最大特性黏度0.19L/g。DSC测试表明,聚合物无明显的玻璃化转变温度。

磷-氮膨胀型阻燃剂和溴系阻燃剂复配阻燃聚丙烯的研究

将磷-氮复配膨胀型阻燃剂SR201A和溴-锑系阻燃母粒M进行复配,制备了低溴、低成本的阻燃聚丙烯(PP)复合材料,同时通过垂直燃烧测试、极限氧指数法、锥形量热仪测试、热失重分析和力学实验等研究了2种阻燃剂配比及协效剂[Zn_3(BO_3)_2和ZnO]对PP阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加20%(质量分数,下同)的复配阻燃剂(SR201A与M质量比为4∶1)时复合材料垂直燃烧级别达UL 94V-2级,极限氧指数达31.4%;阻燃协效剂Zn3(BO_3)_2和ZnO的加入对体系的气相阻燃和凝聚相阻燃均有一定的促进作用,同时体系的拉伸强度和弯曲强度较纯PP有所提升。

氮-磷-硫膨胀型阻燃剂在聚碳酸酯中的应用研究

将氮-磷-硫膨胀型阻燃剂(NPS)添加到聚碳酸酯(PC)中制备了阻燃聚碳酸酯复合材料。通过极限氧指数、垂直燃烧、热失重分析仪和锥形量热仪研究了NPS对PC阻燃性能和热稳定性能的影响。结果表明,当NPS的添加量为0.075%(质量分数,下同)时,体系的极限氧指数达到最大值34.25%,垂直燃烧等级为V-0级;NPS的加入使PC的起始分解温度由419.7℃降至389.0℃,残炭率由15.26%增加至20.8%,同时能有效降低PC的热释放速率(H_(RR))和总热释放量(T_(HR))。

一种PP用高性能膨胀型阻燃涂层的制备及应用

将甲基丙酸乙二醇酯膦酸环己二醇酯-铝(EMPCP-Al)、聚乙烯醇缩甲醛(PVFO)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)按特定比例在聚丙烯(PP)表面制备得到不同厚度的阻燃涂层。当涂层厚度达到104μm时可使PP的极限氧指数(LOI)由18.2%提高至30.2%,垂直燃烧测试达到UL94 V-0级别。微形量热测试结果表明阻燃涂层对PP的热释放速率抑制作用明显。热重-红外光谱联用(TG-FTIR)分析证实阻燃涂层能显著的降低PP热分解过程中可燃性气体的释放。扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)及拉曼光谱分析证实阻燃复合材料燃烧后出现明显的发泡膨胀,且炭层的石墨化程度有较大提升,阻燃涂层中磷、氮两种元素在气相和凝聚相中实现了良好的协同阻燃。此外,相比于普通添加型阻燃剂,阻燃涂层对PP的力学性能影响较小。

磷氮阻燃剂的合成及其应用

简要概述了近年来聚合型有机磷系、磷氮系阻燃剂的合成动向及阻燃特性,结合本实验室的工作,重点介绍了季戊四醇螺环磷酸酯类、笼状磷酸酯类及其它含磷-氮键的单体型膨胀阻燃剂的近期研究动态。

无卤阻燃剂的研究现状

综述了磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂及膨胀型阻燃剂的研究状况及阻燃机理。

氮磷膨胀型阻燃剂对聚氨酯阻燃性的影响

将氮磷膨胀型阻燃剂用于聚氨酯膜中,利用垂直燃烧法、烟密度法、氧指数法和锥形量热法表征其性能。发现当阻燃剂用量8%时所得阻燃聚氨酯膜性能最佳,该阻燃剂以凝聚相阻燃方式进行阻燃。

氮-磷膨胀型阻燃剂的改性研究进展

本文以在皮革中的应用为目的,介绍了氮磷型膨胀阻燃剂的优缺点,综述了氮磷膨胀阻燃剂的改性方法。

氮磷膨胀型阻燃剂的研究进展

氮磷膨胀型阻燃剂因其高效低毒的特性而受到广泛关注。阐述了氮磷膨胀型阻燃剂的组成、阻燃机理,重点介绍了单组分膨胀型阻燃剂,混合膨胀型阻燃剂、协同型膨胀型阻燃剂、微胶囊型膨胀阻燃剂的研究进展,并介绍了膨胀型阻燃剂的应用领域且对氮磷膨胀型阻燃剂的未来发展进行了展望。

干法制备磷-氮膨胀型阻燃剂的研究

以磷酸、五氧化二磷、季戊四醇和三聚氰胺为原料,采用干法(不添加任何溶剂)合成了一种磷-氮膨胀型阻燃剂。IR分析发现合成阻燃剂具有与磷酸酯三聚氰胺盐类似的P=O和P-O-C双环结构。反应温度、时间和原料配比对酯化反应有明显的影响。酯化反应温度宜控制在120-130℃之间,反应时间2.5小时,加入五氧化二磷可以提高酯化反应的转化率,磷酸与五氧化二磷的摩尔比控制在2:1为宜。热重分析表明,该阻燃剂的起始分解温度为190℃左右,700℃时的成炭率约为30%。该阻燃剂受热后膨胀倍数约为30-50倍,SEM分析发现,阻燃剂膨胀炭层外表面连续、平滑、颗粒之间连结紧密,炭层为内部为多孔结构,空隙大小分布均匀,孔径约为150-200μm之间,这样的泡层结构能更好的起到隔热的效果。

新型磷-氮系膨胀型阻燃剂的性能、合成与应用

叙述两种已工业化的混合型膨胀型阻燃剂的性能及应用，重点介绍４种单体型膨胀型阻燃剂的合成方法及初步应用结果，综述了国际市场上新推出的磷系、氮系及磷－氮系阻燃剂。

氮磷膨胀型阻燃剂对聚氨酯阻燃性的影响

将氮磷膨胀型阻燃剂用于聚氨酯膜中,利用垂直燃烧法、烟密度法、氧指数法和锥形量热法表征其性能。发现当阻燃剂用量8%时所得阻燃聚氨酯膜性能最佳,该阻燃剂以凝聚相阻燃方式进行阻燃。

磷-氮系膨胀阻燃剂对聚丙烯性能的影响

对阻燃聚丙烯(PP)进行了力学性能测试,利用差示扫描量热仪、热失重分析仪、锥形量热仪和体视显微镜对阻燃PP的各项性能进行了进一步的表征。结果表明,随着磷-氮阻燃剂(IFR-3)用量的增大,PP的拉伸强度和冲击强度先增大后减小;阻燃剂IFR-3能使PP的熔融温度和结晶温度均提高,同时也使PP的分解温度降低,残余物增大;随着阻燃剂IFR-3用量的增大,PP的极限氧指数不断增大;当阻燃剂IFR-3用量为30份时,厚度为3.2mm的PP试样垂直燃烧性能达到UL 94V-0级,当阻燃剂IFR-3用量为35份时,厚度为1.6mm的PP试样达到UL 94V-0级;阻燃剂IFR-3能够显著降低PP的热释放速率和生烟速率。

新型含氮阻燃剂／PEPA协同阻燃PP的性能

以三聚氯氰、对羟基苯甲酸甲酯、水合肼为原料经两步反应合成了一种新型含氮阻燃剂4,4′,4″–(1,3,5–三嗪–2,4,6–三取代)三氧三苯甲酰肼(TNTN),并通过核磁共振等对其进行表征。将合成的含氮阻燃剂TNTN与1–氧–4–羟甲基–2,6,7–三氧杂–1–磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)以不同配比制备膨胀型阻燃聚丙烯(PP)材料(IFR–PP)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL–94)、热重(TG)分析、锥形量热(CCT)法以及扫描电子显微镜(SEM)对阻燃PP燃烧及热稳定性能进行表征。结果表明,IFR–PP同时具有良好的阻燃性及抗熔滴能力,当PEPA∶TNTN=2∶1时,UL–94达到V–0级,LOI值达到了33.7%,表现出良好的阻燃性能。TG测试表明:阻燃剂的加入使IFR–PP材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,当PEPA∶TNTN=5∶1时,600℃时IFR–PP材料的残炭量由空白样的0.07%提高到了20.6%。CCT测试表明:相对于纯PP,经阻燃剂改性后的PP热释放率和总热释放量均显著减少。SEM测试表明:不同配比阻燃剂的加入使PP在燃烧过程中形成膨胀、致密的炭层,很好地保护了下层材料,提高了PP材料的阻燃性能。

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。

无卤阻燃PP/APP/PTP/PER阻燃性能和热性能

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧试验和热失重(TG)等手段分析了含磷三嗪环聚合物(PTP)对阻燃聚丙烯的阻燃性能及热性能的影响。结果表明,PTP有助于聚丙烯阻燃性能的提高;当添加29%(质量分数)多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/PTP阻燃剂时,阻燃聚丙烯LOI达到28.4%,UL-94阻燃级别达到V-0级,700℃时在氮气和空气中阻燃聚丙烯残炭率分别为25.5%和20.3%。