论文部分内容阅读
随着人们安全和环保意识的提高,膨胀型阻燃剂(IFR)作为一种无卤、高效的阻燃剂在聚合物阻燃中得到广泛的应用。但是,作为膨胀型阻燃剂体系重要组成部分,聚磷酸铵(APP)存在耐水性差、易团聚和与基材相容性差等缺点,严重影响了膨胀型阻燃剂的使用效果。本文通过微胶囊包覆改性APP,提高其耐水性、与基材相容性,进一步究了 IFR对聚丙烯(PP)阻燃效果。首先,用密胺树脂对APP进行微胶囊包覆改性,制备包覆产物MFAPP。实验研究了温度、时间、pH、壳芯比、水/乙醇溶剂比等因素对密胺树脂包覆APP效果的影响,并通过溶解度、分散性、粘度等表征确立了最佳包覆工艺。对APP、MFAPP进行红外、SEM、TG、阻燃性能、耐水性的表征,结果表明,密胺树脂成功实现了对APP的包覆,且MFAPP包覆效果良好,不仅提高了 APP耐水性及与PP的相容性,阻燃性也得到提高。当分别添加30%APP、MFAPP到PP中时,APP/PP复合材料氧指数为21.5%,未达到任何阻燃级别;而MFAPP/PP复合材料氧指数为29.5%,且达到V-1阻燃级别,经过耐水性处理仍达到29.0%。其次,为了进一步提高包覆产物的热稳定性和阻燃性能,实验采用原位聚合的方法,首先用正硅酸乙酯改性密胺树脂,然后将其作为壳材对APP进行包覆,制备了具有核壳结构的SIMFAPP。实验研究了温度、时间、pH、壳芯比等因素对正硅酸乙酯改性密胺树脂包覆APP的影响,通过溶解度、表面元素分析(EDS)的表征确立了包覆最佳工艺。并通过红外、SEM、TG、氧指数、UL-94和耐水性等手段进行表征,结果表明,正硅酸乙酯成功改性密胺树脂,且完成了对APP包覆;SIMFAPP仍具有较强的耐水性和相容性,表面含有大量Si元素,热稳定性得到明显提高;当分别添加30%SIMFAPP到PP中时,MFAPP/PP复合材料氧指数为32.5%,达到V-0级,经过耐水性处理仍达到31.6%。最后,考察了 IFR对PP阻燃性能影响。在IFR总量为30%的情况下,分别将APP/PER、MFAPP/PER、SIMFAPP/PER按不同的比例添加到PP,研究了 APP包覆前后与PER协同阻燃对PP阻燃性能影响,并通过LOI、UL-94、TG、SEM等对复合材料阻燃性能、热稳定性和残炭表面结构进行了分析。实验结果表明,APP/PER、MFAPP/PER、SIMFAPP/PER协同阻燃起到很好的阻燃效果,随着APP、MFAPP、SIMFAPP比例增加阻燃性增强,热稳定性提高;且PP/SIMFAPP/PER复合材料阻燃性和热稳定性明显高于PP/MFAPP/PER、PP/APP/PER 复合材料。