APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用研究

研究了阻燃剂聚磷酸胺(APP)用量、木粉用量、APP与季戊四醇(PER)复配比例对PE基木塑复合材料阻燃性能的影响。用TGA和SEM分析了APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用机理。结果表明:APP对木塑复合材料的阻燃规律与其对塑料的阻燃规律有所不同,木塑复合材料中存在的大量木粉对APP的阻燃具有明显的协效作用,而PER的协效作用却不显著;随着APP用量或木粉用量的增加,木塑复合材料的极限氧指数(LOI)均显著增加。TGA和SEM分析表明,燃烧后残炭量增加与膨胀发泡是APP在木塑复合材料中具有阻燃性的主要原因。

三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇配比、协效剂组及表面改性对聚丙烯基木塑复合材料的膨胀阻燃影响

通过极限氧指数(LOI)、线性燃烧速率(LBR)、热重分析和锥形量热分析等技术手段研究膨胀型阻燃剂(IFRs)中三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的质量比、组成为m(MgO)∶m(可膨胀石墨,EG)∶m(SiO2)=1∶5∶5的协效剂组(MgO/EG/SiO2)和硅烷偶联剂(KH550)对聚丙烯基木塑复合材料(WPC)阻燃性能的影响。结果表明,当IFRs中m(MPP)∶m(PER)=23∶2(IFRs-M1)、质量分数为25%时的阻燃性能最佳,膨胀阻燃复合材料WPC/IFRs-M1的LOI和LBR分别为27.1%和3.89mm/min,较未添加的WPC分别提高48.1%和下降89.79%,燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO2释放量分别降低了76.2%、50.1%、6.9%和65.4%,600℃时的残炭率提高了498.3%。协效剂组和KH550表面处理均可进一步改善WPC/IFRs-M1的阻燃性能,均对IFRs-M1具有良好的阻燃增效作用。相比于WPC/IFRs-M1,同时用这两种阻燃增效手段的WPC/IFRs-M1/MgO/EG/SiO2/KH550,其LOI提高了3.7%,LBR降低了20.3%;材料的热稳定性明显提高,热失重降低;燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO2释放量分别降低了36.5%、37.6%、57.5%和33.33%,600℃时的残炭率提高了84.02%,显示出二者更好的协同效应。

三聚氰胺聚磷酸盐/笼状季戊四醇磷酸酯协效阻燃聚丙烯/稻壳复合材料的研究

利用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)的阻燃协效作用,复配成膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)/稻壳(RH)复合材料进行阻燃。研究了MPP与PEPA复配比例对PP/RH复合材料阻燃性能的影响。采用垂直燃烧(UL-94)和极限氧指数(LOI)研究了阻燃PP/RH复合材料的阻燃性能,采用热重分析研究阻燃PP/RH复合材料的热分解过程,采用扫描电镜(SEM)观察阻燃PP/RH复合材料燃烧后炭层的形貌。结果表明:当MPP/PEPA总用量为20%(wt%,质量分数),PEPA和MPP的质量分数比为1∶4时,阻燃PP/RH复合材料的LOI值为29.7%,垂直燃烧UL-94通过V-0级,PP/RH复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别增加了42.3%和53.6%。热重结果表明:MPP/PEPA复配能够延缓PP/RH体系中PP的分解,并提高了材料的成炭性,使PP/RH复合材料800℃下的残炭率由16.3%提高到了30.3%,残炭率升高了14.0%。通过SEM观察得到:两者复配使PP/RH复合材料燃烧后形成了致密均匀的多孔炭层,从而提高了PP/RH复合材料的阻燃性能。

EPS木塑复合材料的制备及阻燃改性

通过模内发泡成型工艺制备了EPS/刨花木塑复合材料,并采用三聚氰胺磷酸盐对其进行了阻燃改性。进行了力学性能、燃烧性能测试,研究了刨花及三聚氰胺磷酸盐对复合材料性能的影响,并对其阻燃机理进行了分析。结果表明,向EPS中加入等量刨花,能使其极限氧指数显著提升,达到了26.3%,与EPS相比,提升了46.1%。MPP对WPC力学性能具有显著影响,当继续加入22.5份MPP时,复合材料的力学性能明显提高,冲击强度达到466.67 J/m^2,静曲强度达到了1.35 MPa,与WPC相比,冲击强度和静曲强度分别提高了191.7%、77.6%。热释放速率峰值降低且推后,在燃烧过程中,总热释放小幅降低,极限氧指数达29.7%,垂直燃烧等级达V-0级。