杨守生
涂料工业
将星状单分子磷氮膨胀型阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)应用于防火涂料中,研究其与传统膨胀阻燃剂(AMP)的协同阻燃效果.结果显示:DOPOMPC阻燃剂使AMP膨胀阻燃体系的炭层膨胀倍数明显增加,耐燃时间延长;平均热释放速率(av-HRR)和热释放速率峰值(pk-HRR)较AMP阻燃体系降低了23.18％和25.36％,峰值推迟出现了75 s,总释放热(THR)下降了11.73％,一氧化碳释放率平均值(av-COY)增大了95.6％,平均比消光面积(av-SEA)增加了39.44％;火势增长指数(FGI)和放热指数(THRI6min)分别下降了39.5％和10.35％,发烟指数(TSPI6min)和毒性气体生成速率指数(ToxPI6min)分别增长了6.3％和28.6％.结果表明涂料很好地保护了基材,使其不易被点燃,炭层厚度的增加阻止了热量向基材传递,延长了点燃时间,火灾的危险性大幅降低,DOPOMPC阻燃剂与AMP膨胀阻燃体系之间存在显著协同阻燃作用;但DOPOMPC增大了涂料的烟气和毒性气体的生成量.
关键词:
膨胀型阻燃剂
,
星状单分子
,
防火涂料
,
共混乳液
卢林刚
,
王晓
,
杨守生
,
董希琳
,
陈英辉
,
唐凯
高分子材料科学与工程
以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）等为原料,合成出新型单组分磷-氮膨胀阻燃剂六（4-（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物）-羟甲基苯氧基）环三磷腈（Ⅴ）,其结构经红外光谱（IR）、质谱（MS）和核磁共振（1H-NMR）表征。热失重分析表明,化合物（Ⅴ）具有较高热稳定性和良好成炭性,起始分解温度为195℃,800℃时炭残量达50.3%。扫描电镜观测发现,500℃时,化合物（Ⅴ）产生连续、致密、光滑、均匀的膨胀炭层。变温红外光谱研究表明,当温度从200℃加热至700℃时,化合物（Ⅴ）官能团强度逐渐由强变弱,并在1631 cm-1处产生新的芳香环炭层结构吸收峰。
关键词:
膨胀阻燃剂
,
合成
,
热分解
,
成炭性能
杨守生
,
何翊
机械工程材料
采用锥形量热仪、烟密度仪和电导率测定法研究了Mg(OH)2对聚氯乙烯(PVC)燃烧特性的影响,并探讨了体系中HCl的释放规律以及能体现出协同效应并最大限度降低HCl生成量的复配法.结果表明:将Mg(OH)2加入到PVC中后,PVC的起始分解温度略有提高,体系残炭量较纯PVC明显增加,促进了PVC的热解,有利于PVC形成炭骨架;Mg(OH)2加入后在300～500 s内使烟对光吸收率和热解质量损失都达到最大,在500 s后开始呈现下降趋势,将其与Sb2O3混合能产生极大的阻燃协同效应,烟对光吸收率最大值、烟对光吸收率平均值及热解残留物质量分别为Sb2O3的6.38%,10.34%和1.32倍;Mg(OH)2能使体系的HCl释放总量减少.
关键词:
Mg(OH)2
,
燃烧特性
,
电导率法
,
聚氯乙烯
卢林刚
,
陈英辉
,
程哲
,
杨守生
,
邵高耸
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.009
通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(cone)等方法,研究了纳米氢氧化镁(MH)添加到六(4-DOPO羟甲基苯甲酸)环三磷腈化合物(FR)、聚磷酸铵(APP)和环氧树脂(EP)后,制备的新型复合阻燃材料(FR/APP/MH/EP)的阻燃及力学性能.结果表明:在固定FR/APP比例为1/1的前提下,添加1％(质量分数)的MH时,复合阻燃材料EP2 (10％ FR/10％ APP/1％ MH/EP)的LOI值达到36.4％,其热释放速率(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯环氧树脂(EP0)分别下降了79.8％,6.73％,47.2％,33.3％,相对于EP1(10％ FR/10％ APP/EP)分别下降了20.0％,69.6％,83.6％,58.6％,同时EP2的拉伸、弯曲、冲击强度较EP1也分别提高了47.6％,75.2％,196％;SEM分析表明EP2燃烧后能够形成一层均匀、致密、连续的炭层,具有良好的阻燃、抑烟、降毒效果.
关键词:
膨胀阻燃剂
,
环氧树脂
,
纳米氢氧化镁
,
阻燃性能
卢林刚
,
陈英辉
,
王舒衡
,
杨守生
,
董希琳
高分子材料科学与工程
以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP).为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃及力学性能,添加不同质量分数的蒙脱土(MMT)制出新型阻燃环氧树脂材料(DOPOMPC/APP/MMT/EP).通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧、锥形量热、扫描电子显微镜观察等方法研究了蒙脱土与DOPOMPC的协同效应.实验结果表明,EP4(10％ DOPOMPC/10％ APP/3％ MMT/77％ EP)各项燃烧参数得到了最佳改善,复合材料综合表现最优.其中LOI值达到38.2％;热释放速率峰值较未经MMT处理的阻燃复合材料EP1(10％DOPOMPC/10％ APP/EP)下降了29.1％;比消光面积平均值和一氧化碳释放率平均值分别降低了72.7％和65.5％;火势增长指数、发烟指数和毒性气体生成速率指数较EP1降幅分别达到38.2％、13.1％和34.0％;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1分别提高了25.4％、12.7％和1.97倍,呈现出良好的阻燃、抑烟、抑毒性能.炭层宏观和微观形貌表明,添加MMT的阻燃材料在燃烧初期能够形成更致密、坚硬的优质炭层.
关键词:
膨胀阻燃剂
,
蒙脱土
,
环氧树脂
,
协同作用
,
力学性能
卢林刚
,
江伟
,
杨守生
,
徐晓楠
,
王大为
,
金晶
材料研究学报
通过熔融混合将有机杂环磷酸酯1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)组成的膨胀阻燃剂(IFR)与低密度聚乙烯(LDPE)作用,制备出新型膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料(IFR/LDPE).用差示扫描量热法(DSC)研究IFR对LDPE非等温结晶行为的影响,用Jeziorny法、Ozawa法及莫志深法研究了低密度聚乙烯阻燃改性前后的非等温结晶动力学,并用Kissinger法、Takhor法研究了纯LDPE及IFR/LDPE共混体系结晶活化能的变化.结果表明:IFR的加入在提高LDPE阻燃性能的同时,对LDPE结晶起到异相成核作用,但是阻碍了PE分子链的规则排列,使LDPE晶体的生长减慢,最终使阻燃聚乙烯总的结晶速率降低.
关键词:
无机非金属材料
,
膨胀型阻燃剂
,
低密度聚乙烯
,
阻燃性能
,
差示扫描量热分析
,
非等温结晶动力学
卢林刚
,
陈英辉
,
王舒衡
,
杨守生
,
董希琳
材料研究学报
在新型膨胀性阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC)与聚磷酸铵(APP)复配作用的环氧树脂(EP)膨胀阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)的基础上,添加有机改性蒙脱土(OMMT)制备了新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂.用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、电子显微镜(SEM)观察等方法研究了OMMT与DO-POMPC的协同效应.结果表明,EP4(10％DOPOMPC/10％APP/3％OMMT/77％EP)复合材料的各项燃烧参数综合表现最优,其LOI值达到36.8％,热释放速率峰值(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯EP(EP0)分别下降了78.4％、62.2％、57.8％和50.0％,呈现出更加优良的阻燃和抑烟性能.其原因是,添加OMMT的阻燃材料在燃烧初期形成的炭层更致密、坚硬.
关键词:
复合材料
,
膨胀阻燃剂
,
环氧树脂
,
有机改性蒙脱土
,
阻燃性能
,
协同效应
卢林刚
,
徐晓楠
,
王大为
,
董希琳
,
杨守生
复合材料学报
利用有机杂环磷酸酯1,2,3三(5,5-二甲基1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响.结果表明:当IFR总添加质量分数为30％(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3),阻燃IFR/PP的LOI达到36.2％,其热释放速率峰值(pk- HRR)、热释放速率平均值(av HRR)、有效燃烧热平均值(av EHC)、比消光面积平均值(av SEA)、质量损失速率平均值(av MLR)及一氧化碳释放率平均值(av - CO)相对未阻燃PP分别降低75.9％、71.7％0、76.4％、74.6％、58.3％和50.0％,300s时CO释放量接近0,呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能；SEM研究表明,IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层.
关键词:
膨胀阻燃剂
,
聚丙烯
,
阻燃性能
,
燃烧
,
锥形量热仪
卢林刚
,
陈英辉
,
赵瑾
,
杨守生
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140507.001
将无卤膨胀阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)、聚磷酸铵(APP)及多壁碳纳米管(MWCNTs)复配后加入环氧树脂(EP)中,制备出新型阻燃复合材料DOPOMPC-APP-MWCNTs/EP.通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧和锥形量热法研究其阻燃性能.研究结果表明:MWCNTs的加入增强了膨胀阻燃体系的阻燃性能和力学性能,并在一定程度上改善了体系燃烧时的浓烟现象.当阻燃体系总质量分数为20％,MWCNTs质量分数为2％时,材料性能最优,其LOI达到36.8％,热释放速率峰值、有效燃烧热平均值、比消光面积平均值和CO释放率平均值与未阻燃EP相比分别下降了83.5％、31.5％、47.6％、50.0％,与DOPOMPC-APP/EP相比下降了83.5％、77.7％、83.7％、68.9％.SEM分析表明:添加MWCNTs后,燃烧炭层呈现出大面积交联网络状结构.
关键词:
膨胀阻燃剂
,
多壁碳纳米管
,
环氧树脂
,
协同阻燃作用
,
力学性能
王会娅
,
卢林刚
,
陈英辉
,
郭楠
,
杨守生
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160312
本文以DOPO衍生物六（4－DOPO羟甲基苯氧基）环三磷腈（DOPOMPC）、聚磷酸铵（APP）以及三聚氰胺（MEL）形成复配膨胀体系（ IFR）阻燃环氧树脂．采用极限氧指数（ LOI）、水平、垂直燃烧（ UL－94）方法研究了IFR体系对环氧树脂体系阻燃性能影响，通过锥形量热（ CONE）研究了体系燃烧特性，通过扫描电子显微镜（ SEM）对体系成炭情况进行观察．结果表明，IFR膨胀阻燃体系对环氧树脂具有良好的协同阻燃作用，其中8％DOPOMPC／8％APP／4％MEL（ EP3）体系LOI值较纯EP（ EP0）提高37．8％；各项燃烧参数也得到了改善，热释放速率峰值（ pk－HRR）、有效燃烧热平均值（av－EHC）、比消光面积平均值（av－SEA）及一氧化碳释放速率平均值（av－CO）相对于10％DOPOMPC／10％APP／EP （ EP1）分别降低了53．8％、84．4％、57．7％和75．8％；拉伸强度、弯曲强度和冲击强度较EP1分别提高了1．3倍、79．4％和2．5倍；宏观拍摄和扫描电镜结果表明EP3膨胀炭层连续、均匀、致密，阻燃效果良好．
关键词:
三聚氰胺
,
膨胀阻燃
,
环氧树脂
,
协同阻燃
