基于聚磷酸銨的膨脹型阻燃聚丙烯的制備與性能.pdf

1、聚丙烯（PP）因其原料來源豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單，綜合力學性能優(yōu)良等特點，得到了廣泛應用。然而聚丙烯極易燃燒，其極限氧指數(shù)僅為17~18％，成炭率極低，燃燒速率快且釋放熱量大，同時伴隨大量熔滴，這些缺點極大地限制了其應用范圍。因此，開發(fā)阻燃性能優(yōu)異的聚丙烯產(chǎn)品具有十分重要的實際意義。為此，本文采用熔融共混法制備了三種阻燃效果優(yōu)良的聚丙烯復合材料，并對其綜合性能和相關作用機理進行深入研究。
　　一、將聚磷酸銨（APP）、環(huán)氧樹

2、脂包覆聚磷酸銨（EP-APP）、硅烷包覆聚磷酸銨（Si-APP）三種酸源與季戊四醇（PER）復配，制備了膨脹型阻燃聚丙烯（FR-PP）復合材料。研究表明：IFR的加入能有效抑制聚丙烯的燃燒，其中Si-APP與PER復配阻燃聚丙烯效果最好。囊材聚硅氧烷能有效改善APP的阻燃效果，當Si-APP與PER質(zhì)量比為3:1，總用量20 wt%時，阻燃聚丙烯極限氧指數(shù)達到30.2%，垂直燃燒等級通過UL94 V-0級。此外，協(xié)效劑SiO2和ZnB均

3、可以有效提高PP/Si-APP體系的阻燃效率，二者均有促進阻燃聚丙烯體系的成炭，同時提高聚丙烯在高溫下熱穩(wěn)定性的作用，其中SiO2協(xié)效作用更好。
　　二、將聚丙烯、磷-氮復配膨脹型阻燃劑SR201A和有機改性蒙脫土（OMMT）通過雙螺桿熔融擠出的方法制得了阻燃聚丙烯復合材料，并考察阻燃體系添加量以及阻燃組分配比對復合材料阻燃性能的影響。研究表明：阻燃劑 SR201A和 OMMT具有較好的協(xié)同阻燃作用，當SR201A和OMMT復配，

4、添加量分別為20 wt%和5 wt%時，阻燃樣品的阻燃效果最優(yōu)達UL94V-0級，LOI達到36.8%。這主要歸因于OMMT在燃燒過程中能夠逐漸遷移并沉積在材料表面，與SR201A分解形成的炭質(zhì)顆粒結合，形成更為致密的炭層，進而增強阻隔作用，使復合材料的阻燃性能更加優(yōu)異。
　　三、將磷-氮復配膨脹型阻燃劑SR201A和市售溴-銻系阻燃母粒M進行復配，制備低溴、高阻燃的聚丙烯復合材料。研究結果表明：阻燃劑SR201A和溴-銻系阻燃母

5、粒M有一定的協(xié)同阻燃作用。當SR201A和M復配，添加量分別為16 wt%和4 wt%時，阻燃體系的阻燃效果最優(yōu)，可使復合材料垂直燃燒等級通過UL94V-2級、LOI達到31.4%。分析認為SR201A/M阻燃體系同時通過凝聚相中的成炭機理和氣相中的自由基機理發(fā)揮阻燃作用。同時，PP/SR201A/M復合材料的力學性能也力學性能有所改善，當阻燃劑總添加量為20 wt%時，PP/SR201A/M復合材料較PP/SR201A體系的缺口沖擊強