微纳米钙钛矿型羟基锡酸钙的合成及对环氧树脂的阻燃性能

钙钛矿型羟基锡酸盐是近年来出现的新型高效阻燃消烟剂.本文采用化学共沉淀法合成了微纳米钙钛矿型羟基锡酸钙[CaSn(OH)_(6),CSH],并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等对其形貌和结构进行表征.结果表明合成的CaSn(OH)_(6)为平均粒径500 nm的纯净正六面体,粒径均一且分散性良好.将CaSn(OH)_(6)应用于环氧树脂(EP)复合阻燃体系(CSH/EP),并分别采用热重分析、极限氧指数和锥形量热测试表征了其热降解行为和燃烧性能.采用扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射和拉曼光谱对EP复合材料的阻燃成炭机制进行探索.结果表明,CaSn(OH)_(6)能显著提高EP复合材料的高温稳定性、热释放速率、热释放量、烟释放量和极限氧指数数值.特别是在很低添加量(0.5%,质量分数)下,阻燃消烟性能即得到极大提升,热释放速率、总放热量和一氧化碳释放量分别降低45.8%,25.1%和31.3%.此外,由于CaSn(OH)_(6)在EP基体中的良好分散及较强的界面作用,CaSn(OH)_(6)在提升EP复合材料阻燃消烟性的同时还提升了EP复合材料的力学强度.本文合成的CaSn(OH)_(6)可作为一种多功能的高效阻燃、消烟和增强剂.