膨脹型阻燃劑的改性及應(yīng)用.pdf

1、膨脹型阻燃劑（IFR）作為無鹵、環(huán)境友好型阻燃劑，廣泛用于高聚物的阻燃，不同成分的阻燃劑用于不同的高聚物，阻燃效果相差甚遠。IFR在應(yīng)用中添加量較大，相容性較差，為了解決這些問題，我們以聚丙烯（PP）和環(huán)氧樹脂（EP）為基材，做了如下工作：
　　 1.KDIFR是由季戊四醇、五氧化二磷和三聚氰胺為原料而合成的一種IFR，但它的酸性較強（pH≈3～4），添加量較大，為了改善KDIFR的性能，選用碳酸鈣（CaCO3）和堿式碳酸鎂（M

2、g(OH)2·4MgCO3·6H2O）作為協(xié)同劑和中和劑，原位改性KDIFR，采用熔融共混法制備了PP/KDIFR，PP/KDIFR/MgO，PP/KDIFR/CaO，PP/KDIFR/MgO/CaO復(fù)合材料，通過水平燃燒法、極限氧指數(shù)法（LOI）和錐形量熱法（CONE）及熱分析法（TG-DTA）研究了鈣-鎂在該體系中的協(xié)同阻燃行為。燃燒試驗結(jié)果表明，小于0.2％的MgO或CaO能明顯降低復(fù)合材料的自熄時間并提高其LOI值。錐形量熱及熱

3、分析結(jié)果表明MgO和CaO的引入，降低了KDIFR的酸性，推遲了膨脹過程的形成，提高了體系的熱穩(wěn)定性，促進了高質(zhì)量的炭層的形成，阻止PP降解。總之，適量的MgO和CaO在PP/KDIFR復(fù)合材料中起到協(xié)同阻燃作用。然而，過量MgO或CaO的加入導(dǎo)致PP/KDIFR體系缺少酸的催化作用，阻燃效果反而降低。
　　 2．MAPP是由三聚氰胺-甲醛（MF）微膠囊化的聚磷酸銨（APP），也是一種很好的IFR，但由于其表面極性較大，與PP基

4、體的相容性差。本課題研究了烷基硅油（ASO）作為增容劑對PP/MAPP復(fù)合材料的影響。力學(xué)性能結(jié)果表明當(dāng)0.25％的ASO加入，PP/MAPP/ASO的拉伸強度比PP/MAPP提高41％，阻燃性能不變。偏光顯微分析(POM)和X射線衍射（XRD）研究表明隨著ASO的增加，球晶的大小趨于一致，使MAPP在PP中的分散趨于均勻，ASO增強MAPP粒子的β成核作用。掃描電鏡(SEM)顯示ASO的加入使粒子與基體間的黏結(jié)作用增強。流變研究表明A

5、SO在PP/MAPP共混物中有潤滑作用；紅外光譜分析表明ASO與MAPP主要通過分子間作用力而不是共價鍵起作用，上述試驗表明適量的ASO能提高PP/MAPP復(fù)合材料的相容性。
　　 3.研究了KDIFR、MAPP和APP三種IFR及引入硼、鋁元素對IFR阻燃環(huán)氧樹脂(EP)阻燃性能的影響。極限氧指數(shù)法（LOI）和水平燃燒法測試結(jié)果表明，三種阻燃劑在EP中APP的阻燃效果最好，當(dāng)APP/EP為0.3（質(zhì)量比，下同）時，其LOI為3