阻燃木材的燃烧特性分析（一）

根据木材阻燃机理,以磷一氮体系阻燃剂为主进行复配,获得3组配方（质量比）：三聚氰胺：磷酸：硼酸=2：2：3;聚磷酸铵：双氰胺=2：1;尿素：双氰胺：磷酸=l：3：4。每组配方分别配制浓度为5％,10％,15％的阻燃液,采用浸渍法在恒温80℃下,浸渍24h处理白杨木材试样。利用锥形量热仪在热辐射功率为50kW／m。的条件下,对阻燃处理后的木材试样以及空白试样进行燃烧特性分析。实验结果表明,三聚氰胺、磷酸、硼酸组成的配方在增强木材试样的耐火性、抑制试样产烟量和一氧化碳生成率方面效果显著;聚磷酸铵APP、双氰胺组成的配方在控制木材试样燃烧速度和降低总热释放量方面效果显著;尿素、双氰胺、磷酸组成的配方在提高载药量、降低热释放速率、延长点燃时间、抑制二氧化碳生成率方面效果显著;3组配方在降低木材试样的质量损失率和有效燃烧热方面效果相近。综合各项分析结果,确定尿素、双氰胺、磷酸按1：3：4的比例配制浓度为15％的阻燃液为最佳配方。     

阻燃木材的燃烧特性分析(二)

根据木材阻燃机理,以磷-氮体系阻燃剂为主进行复配,获得3组配方(质量比):三聚氰胺∶磷酸∶硼酸=2∶2∶3;聚磷酸铵∶双氰胺=2∶1;尿素∶双氰胺∶磷酸=1∶3∶4.每组配方分别配制浓度为5%,10%,15%的阻燃液,采用浸渍法在恒温80℃下,浸渍24 h 处理白杨木材试样.利用锥形量热仪在热辐射功率为50 kW/m2的条件下,对阻燃处理后的木材试样以及空白试样进行燃烧特性分析.实验结果表明,三聚氰胺、磷酸、硼酸组成的配方在增强木材试样的耐火性、抑制试样产烟量和一氧化碳生成率方面效果显著;聚磷酸铵 APP、双氰胺组成的配方在控制木材试样燃烧速度和降低总热释放量方面效果显著;尿素、双氰胺、磷酸组成的配方在提高载药量、降低热释放速率、延长点燃时间、抑制二氧化碳生成率方面效果显著;3组配方在降低木材试样的质量损失率和有效燃烧热方面效果相近.综合各项分析结果,确定尿素、双氰胺、磷酸按1∶3∶4的比例(质量比)配制浓度为15%的阻燃液为最佳配方     

成果推广

水合棚酸锌（ＦＢ阻燃剂）硼酸锌是一种无机添加型阻燃剂，几乎可以用来制造任何橡胶阻燃制品。它与另一种发烟性较强且有毒的无机阻燃剂三氧化二锑不同，用硼酸锌制成的阻燃制品，在燃烧时发烟量极小，克毒，并适宜于制造透明阻燃橡塑产品。硼酸锌不仅具有发烟性能低、阻燃性能强的特点，而且可以大大降低橡塑产品（如导风筒、运输带等）燃烧时的余辉，而其价格仅是三氧化二锑的１／２。因此，它是三氧化二锑的理想代用品。目前在某些橡塑制品的生产中，代用量高达３／４。硼酸锌与三氧化二锑匹配使用时，其阻燃效果更好。一般配比为：硼酸…     

聚磷酸铵复合体系对环氧树脂的阻燃性能研究

通过以聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)阻燃剂和聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)/聚磷酸铵(APP)复合阻燃剂分别混合石墨烯对环氧树脂(EP)进行阻燃改性对比研究。通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、力学性能、热失重(TGA)等方法研究单一阻燃剂和复合阻燃剂对环氧树脂(EP)阻燃性能的影响。结果表明,PBPP/APP-EP体系比PBPP-EP体系的效果更好,复合阻燃剂效果比单一阻燃剂PBPP阻燃效果好。     

亚麻织物阻燃性能的研究

选用了FR-01、FR-02、FR-06、FQ-007四种阻燃剂对亚麻织物进行阻燃处理，采用垂直燃烧法测试织物的阻燃性能，分析不同整理剂浓度下织物极限氧指数的变化，并对阻燃处理的织物进行力学性能及面料柔软性分析．结果表明，经阻燃剂处理织物的阻燃性能得到很好的改善，极限氧指数得到提高，其中经FQ-007处理的织物阻燃效果最好；但经阻燃剂处理后的织物的拉伸性能有所下降，面料的柔软性略有降低．     

无卤阻燃聚乙烯复合材料的研究

选用氢氧化镁、氢氧化铝、有机硅、红磷、聚磷酸铵、二氧化硅及滑石粉等无卤阻燃剂及具有阻燃性能的添加剂对低密度聚乙烯(LDPE)进行阻燃性能的研究,测试及分析了有机硅与各类阻燃剂之间的阻燃协同效应。实验结果表明:氢氧化镁/有机硅/红磷复合阻燃剂对LDPE具有较好的阻燃效果及综合性能。     

脒基脲磷酸盐和硅酸钠对木材的阻燃作用

采用锥形量热仪(CONE)法评价木材经阻燃剂脒基脲磷酸盐(GUP)和硅酸钠(Na₂SiO₃)处理后的阻燃性能,结合热重分析法研究GUP和Na₂SiO₃的阻燃机理.实验结果表明:与未加阻燃剂处理的木材相比,Na₂SiO₃ 二次处理木材和GUP一次处理木材的热释放速率(HRR_peak)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)、总烟释放量(TSP)和CO₂生成率(Y_CO2)显著降低.Na₂SiO₃ 二次处理木材比GUP一次处理木材显示出更好的阻燃性.从阻燃机理分析,GUP能够加速木材热解过程中的脱水和炭化反应,Na₂SiO₃能够增加纤维素降解反应的活化能,从而增加木材的热稳定性.     

聚磷酸铵表面处理及阻燃聚丙烯应用研究

采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行了表面改性. 溶解度测试、X射线光电子能谱及热失重分析表明,改性聚磷酸铵具有良好的疏水性;氨基硅烷偶联剂与聚磷酸铵发生了键合反应;改性聚磷酸铵的热失重速率明显降低. 氧指数及力学性能测试表明,改性聚磷酸铵与双季戊四醇复配膨胀阻燃聚丙烯的阻燃性能有所提高,拉伸强度及断裂伸长率得到明显改善. 研究表明,氨基硅烷偶联剂表面改性聚磷酸铵的方法简便、环保,降低了聚磷酸铵的水溶性,提高了膨胀阻燃聚丙烯的阻燃效果及界面相容性.     

阻燃剂聚苯基膦酸二苯偶氮酯对PET阻燃作用机理研究

用热重分析(TGA)和热裂解色谱(PGC—MS)研究了阻燃剂聚苯基膦酸二苯偶氮酯(PAPPP)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻燃作用机理。TGA结果表明PAPPP／PET(15／85)共混物的起始分解温度为337℃，550℃的热解残余量为26．8％，450℃～550℃的失重为23．3％，与纯PET相比，共混物的热解温度范围变宽，残余量增加，且在PET燃点附近的可燃性挥发气体的生成量降低，表现为凝聚相阻燃机理．PGC—MS分析表明，加入PAPPP对PET的热裂解模式有一定影响，在燃烧过程中伴有酯交换反应．     

聚烯烃弹性体的阻燃、抑烟作用

论述了聚烯烃高聚物的阻燃性,用两种微胶囊红磷与聚烯烃高聚物制备阻燃材料.在高聚物中只添加少量的微胶囊红磷就可以使材料具备良好的阻燃性能,从实验中发现这两种微胶囊红磷是高效的阻燃剂.但阻燃材料往往产生一定的烟雾,硼酸锌可以大大降低烟雾,硼酸锌在微胶囊红磷阻燃中可以发挥重要的作用.因此可以得出结论:在选择微胶囊红磷作阻燃剂时必须添加抑烟剂,微胶囊红磷与硼酸锌可以组成一个良好的阻燃体系,它可以改进聚烯烃高聚物的阻燃性能,减少烟雾的形成.     

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值对阻燃性能的影响

将聚磷酸铵(APP)、磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、可膨胀石墨(EG)及EG与APP复合阻燃剂分别添加于硬质聚氨酯泡沫(RPUF),采用氧弹量热仪、氧指数仪、燃烧背温测试仪及锥形量热仪研究了阻燃RPUF燃烧热值(HoC)与氧指数、炭层阻隔作用及热释放等阻燃性能参数的相关性;采用X射线光电子能谱表征了RPUF/APP及RPUF/EG/APP体系燃烧热值测试后残炭表面P元素的化学状态. 研究表明,各阻燃RPUF的HoC由低到高的顺序为RPUF/APP,RPUF/EG/APP,RPUF/TCPP,RPUF/MCA,RPUF/EG,其中RPUF/EG/APP的氧指数相对最高,炭层阻隔效应较好,热释放及质量损失相对最低,产烟量适中,综合阻燃性能最好. RPUF/EG/APP燃烧热值测试残炭表面五氧化二磷比例(57.9%)大于RPUF/APP(35.9%). 阻燃RPUF的HoC主要与体系元素组成及阻燃剂HoC的贡献有关,也与膨胀阻燃体系中组分的相互作用有关;而氧指数、炭层的阻隔作用、热及烟释放等阻燃性能主要取决于阻燃机理.      

抗静电超薄型钢结构防火涂料的研制

超薄(CB)型钢结构膨胀防火涂料(UFRC)在燃烧过程中可形成耐火隔热保护层,提高钢结构耐火极限。选用氨基树脂、改性丙烯酸树脂为基体树脂,以多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,以氢氧化铝(AH)为协效剂,制备了抗静电膨胀型防火涂料(AUFRC)。用红外(FTIR)、XRD等方法对防火涂料及其燃烧残渣进行了分析,初步探讨了阻燃机理。当基体树脂(wt(氨基树脂)∶wt(丙烯酸树脂)=1∶2)为80份,APP为25份,PER为15份,MEL为10份,AH为5份时,制备的防火涂料阻燃、抗静电等综合性能最佳。     

微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐阻燃聚丙烯的研究

首先研究了聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺/聚丙烯(APP/PER/MEL/PP)膨胀型阻燃体系(IFR)的物料配比对PP阻燃性能和抗拉强度的影响,获得了优化配方.然后将优化配伍的APP/PER/MEL/PP与自制的"三位一体"膨胀型阻燃剂微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐(MSDM)阻燃PP(MSDM/PP)进行了比较.结果表明,MSDM对PP的阻燃效果优于APP/PER/MEL,这与MSDM中C、N、P、Cl的协效作用有关.MSDM微胶囊对PP的抗拉强度也有促进作用,这可归因于阻燃剂的微胶囊化增强了MSDM的稳定性以及MSDM与PP的相互作用.     

阻尼乳胶IPNS膨胀型阻燃涂料的研究

以阻尼乳胶 IPNs为成膜物质 ,多聚磷酸铵 (APP)、三聚氰铵 (MEL )和季戊四醇 (PE)为阻燃添加剂 ,采用正交实验设计 ,找出了本体系中 APP、MEL、PE三者的最佳配比。通过改变乳液与阻燃添加剂的用量比 ,寻求阻燃剂的适宜用量。     

膨胀型阻燃剂的膨胀效果和应用于聚丙烯的阻燃效果

测定了不同组分的聚磷酸-季戊四醇酯-三聚氰酰胺共聚物阻燃剂的膨胀度（ID）,阻燃聚丙烯的氧指数（OI）、水平燃烧性能.实验结果说明膨胀型阻燃剂的ID与组分及结构有关,聚丙烯的阻燃效果与阻燃剂的ID及聚丙烯的烧滴特性有关.     

膨胀型阻燃剂五氧化二磷-季戊四醇-三聚氰酰胺聚合物在防火涂料中的应用

以五氧化二磷(P2O5)、季戊四醇(PT)和三聚氰胺(M)为原料制得膨胀型阻燃剂,将其用于制备氯化橡胶防火涂料,实验证明:膨胀型阻燃剂的膨胀度与阻燃剂的组成有关,最佳配比为n(P2O5):n(PT):n(M)=1.0～2.0:1.0:1.7～2.7;膨胀型阻燃涂料的阻燃隔热性与阻燃剂的组成有关,阻燃剂组成为n(P2O5):n(PT):n(M)=2:1:2.5时效果最好;膨胀型阻燃涂料的阻燃隔热性与阻燃剂的添加量有关,添加量达一定量后,阻燃剂用量增加阻燃效果变化不大.     

阻燃剂硼酸锌（2375）的固相合成与表征

为探索一种新的硼酸锌合成路线,针对青海省丰富的硼资源和锌资源,进行了以硼酸、七水硫酸锌和硼砂为原料,在微波辐射下固相合成硼酸锌的实验。考察了配料比、微波辐射强度、微波辐射时间等对产品硼酸锌硼锌比的影响。结果表明：当硼酸与七水硫酸锌的摩尔比为1.0、硼砂与七水硫酸锌的质量比为1.27、微波辐射时间为8 min、微波辐射强度为中低火时合成的硼酸锌为2375型。通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射仪等方法对不加聚乙二醇与加聚乙二醇的两种合成产品进行了表征。结果显示合成的硼酸锌产品呈不规则的片状,加了聚乙二醇的产品平均粒径小于1μm。     

三种磷酸盐类阻燃剂对脲醛树脂固化过程的影响

用差示扫描量热法（ＤＳＣ）研究了三种磷酸盐类阻燃剂（磷酸二氢胺ＭＡＰ、磷酸氢二铵ＤＡＰ和聚磷酸铵ＡＰＰ）对脲醛树脂胶粘剂（ＵＦ）固化反应起始温度、反应速度以及最终固化程度的影响。结果表明：（１）ＡＰＰ和ＭＡＰ可以降低阻燃胶粘剂的ｐＨ值，而ＤＡＰ则使ｐＨ值升高；（２）ＡＰＰ和ＭＡＰ可以降低ＵＦ胶固化反应活化能，使固化反应在较低的温度下开始，但相应的阻燃ＵＦ胶最终固化程度低于不加阻燃剂的ＵＦ胶；（３）     

铜/硼复合防腐剂对膨胀型防火涂料的增效防火与抑烟研究

我国西南地区存在大量传统竹木民居建筑,极具民族特色及历史文化价值. 然而,木材易燃且易被真菌腐蚀,其在实际使用过程中存在极大的安全隐患. 使用防火涂料和防腐剂对木材进行处理可以显著提高木材的阻燃及防腐性能,但防火防腐双重处理对木材阻燃及抑烟行为的影响仍有待揭示. 本文使用铜/硼复合防腐剂（CBCP）和防火涂料对木材进行两步处理,并研究了防火防腐木材的阻燃及抑烟行为. 结果表明,CBCP 可以通过促进炭化反应发生在木材表面形成物理屏障,从而抑制热量和烟释放. 值得注意的是,与单一防火处理的木材相比,防火防腐双重处理的木材具有更好的阻燃、隔热性能以及更少的烟排放量,表明 CBCP 和防火涂料在提高木材火安全性方面具有协同作用.     

木塑复合材料燃烧性能的研究

利用锥形量热仪等评价方法,从引燃时间、释热、质量损失和发烟等方面对木塑复合材料（WPC）以及阻燃WPC的燃烧性能进行了研究。结果表明：WPC的引燃时间为27 s,比人工林木材的引燃时间长,与中密度纤维板（密度086 g/cm3）相当;WPC的释热速率峰值404 kW/m2,燃烧1 200 s的释热总量为180 MJ/m2,平均有效燃烧热为28 MJ/kg,燃烧释热高于人工林木材;WPC的平均质量损失速率为7 g/(s·m2),低于人工林杨木和马尾松木材;WPC的发烟总量高于人工林木材。相对于聚丙烯（PP）而言,WPC的释热速率峰值远低于PP,木材的引入降低了PP的高释热速率,且质量损失率峰值也大幅度降低。阻燃WPC的释热速率和释热总量有所降低,但发烟量增大,尤其是含卤阻燃物质。因此,对于WPC不宜选择有卤阻燃剂。