新型磷酸酯阻燃劑合成及其膨脹阻燃聚丙烯研究.pdf

1、近年來(lái),由于對(duì)材料的抑煙、低毒性能要求日益嚴(yán)格,許多傳統(tǒng)阻燃劑面臨著困境,而無(wú)鹵含磷阻燃劑則以低煙、低毒的特點(diǎn)給于它們的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。聚丙烯(PP)作為通用塑料,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性,氧指數(shù)僅為17～19％,屬于易燃材料。因此,研發(fā)新型無(wú)鹵磷系阻燃劑并提高聚丙烯的阻燃性能,已成為當(dāng)今世界聚丙烯阻燃研究的熱點(diǎn)。
　　 本文以新戊二醇和三氯氧磷為基本原料合成2-氯-2-氧-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷雜環(huán)己烷(

2、DOPC),然后再與季戊四醇首次合成新型無(wú)鹵磷系阻燃劑四(5,5-二甲基-1,3-二氧雜環(huán)己內(nèi)磷酰氧基)新戊烷(DOPNP)。利用紅外光譜(FTIR)、1HNMR、31PNMR、TGA等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并對(duì)其熱穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。TGA結(jié)果表明DOPNP具有良好的成炭能力,初始分解溫度為236.4℃(質(zhì)量損失1％),600℃時(shí)炭殘余量為41.2％,800℃時(shí)炭殘余量為22.9％。
　　 DOPNP與聚磷酸銨(APP)、聚磷

3、酸三聚氰胺(MPP)及協(xié)效劑4A分子篩(Zeolite4A)復(fù)配,構(gòu)成新型膨脹阻燃劑(IFR),將其用于聚丙烯阻燃。通過(guò)一系列的阻燃復(fù)配試驗(yàn),得出DOPNP/APP/MPP最佳復(fù)配比例為1/10/5。以此最佳比例的膨脹阻燃劑(IFR)添加到聚丙烯(PP)中,探討該膨脹阻燃體系對(duì)PP阻燃性能的影響。通過(guò)阻燃測(cè)試對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明,DOPNP作為炭源能用有效提高IFR-PP的氧指數(shù)和UL-94級(jí)別。當(dāng)IFR添加量為30wt％時(shí),IFR-PP的氧指

4、數(shù)為31.3％,達(dá)到UL-94 V0級(jí)別。
　　 利用TGA、CONE、SEM等手段研究和表征了IFR-PP復(fù)合材料的熱降解行為、燃燒行為和殘?zhí)啃蚊驳取GA結(jié)果表明DOPNP-APP-MPP具有良好的成炭形成能力。它的初始分解溫度為216℃(質(zhì)量損失1％),600℃時(shí)炭殘余量為55.1％,800℃時(shí)炭殘余量為47.5％；CONE測(cè)試結(jié)果表明,DOPNP-APP-MPP添加的PP中,能有效降低PP的熱釋放速率(IIRR)、總熱釋