论文部分内容阅读
近年来,可湿气固化的硅烷封端聚醚(MS)密封胶和聚氨酯(PU)密封胶得到了越来越多的关注。但是由于MS密封胶和PU密封胶的易燃性,导致它们的应用范围受到极大影响。因此对这两类湿气固化密封胶的阻燃研究十分重要。本研究主要针对传统无卤固相阻燃剂在可湿气固化密封胶中阻燃效率低和降低其他物理性能的问题,开展了湿气固化硅烷封端聚醚(MS)和聚氨酯(PU)两种密封胶材料的无卤阻燃研究。研究的主要内容如下:(1)硅烷封端聚醚(MS)的合成:Pt催化剂存在的条件下,通过三甲氧基氢硅烷和端烯丙基聚醚的硅氢加成反应合成硅烷封端聚醚树脂(MS)。通过FTIR和1H-NMR表征MS合成成功;(2)本征聚氨酯预聚体(P-PU)的合成:采用含磷聚醚取代部分通用聚醚的方法,将磷元素引入到聚氨酯预聚体分子链结构当中,从而制得本征阻燃聚氨酯预聚体;(3)硅烷封端聚醚(MS)密封胶的无卤阻燃研究:分别研究了碳酸钙(CaCO3)、三硅酸镁(MTS)和富铝红柱石(AS)三种填料体系MS密封胶与膨胀型阻燃剂(IFR)复配后的阻燃性能。微型量热仪数据表明IFR能够有效降低MTS和AS体系MS密封胶的最大热释放速率(PHR)和总热释放量(THR),而对于CaCO3体系MS密封胶的降低幅度较小。IFR 添加量为 54phr 时,MS/CaCO3/IFR 的 LOI 为 22.8%,UL94 垂直燃烧测试无等级;MS/MTS/IFR的LOI为32.5%,UL94为V0等级;MS/AS/IFR 的 LOI 为 36.2%,UL94 为 V0 等级。通过 SEM、TG、XRD、FTIR和微型量热仪等表征方法表明,MTS和AS填料同IFR中的聚磷酸铵(APP)之间具有协效作用,可促进密封胶形成致密的炭层结构,从而提高阻燃性能;将稀土元素镧引入到三硅酸(MTS)和富铝红柱石(AS)填料体系,研究其对于MS密封胶的阻燃性能影响。实验证明镧元素对于两种硅酸盐填料体系阻燃MS密封胶的阻燃效率具有负面作用,降低了密封胶的阻燃性能;(4)本征阻燃聚氨酯密封胶的无卤阻燃研究:首先研究了不同含磷量的阻燃聚氨酯预聚体(P-PU)的阻燃性能,实验证明随着含磷量的升高,P-PU的阻燃性能逐渐提高。含磷量为2.05%的P-PU氧指数达到32.1%,垂直燃烧为V0等级。以2.05%P-PU为基础树脂制备的本征阻燃聚氨酯密封胶阻燃性能优于未改性聚氨酯预聚体(PU)密封胶,但是性能提高有限。通过在P-PU密封胶中引入IFR,能够得到较为理想的阻燃性能。P-PU结构中含磷结构单元能够同IFR产生协效作用,能够提高残炭的碳含量,提高炭层质量,形成连续且致密的高强度炭层,提高凝聚相阻燃效率,当 IFR 添加量为 30 phr 时,P-PU/TCP/AS/IFR(100/15/30/30)密封胶LOI为28.4%,UL94可达到V0等级。