六氨基環(huán)三磷腈及其衍生物對紙的阻燃作用研究.pdf

1、用于紙及其制品的阻燃劑很多，但很多都存在著一些缺陷。磷腈因具備無鹵、燃燒時發(fā)煙量少、阻燃效率高等優(yōu)點，而被認為是今后阻燃劑的發(fā)展方向。六氨基環(huán)三磷腈(HACTP)和N-六羥甲基氨基環(huán)三磷腈(HHMAPT)是較早商品化的磷腈阻燃劑之一，對紡織纖維都具有良好的阻燃作用。但未見到它們用于阻燃紙的報道。因此，開展它們對紙的阻燃作用研究對發(fā)展高性能阻燃紙具有重要的理論和實際意義。
　　阻燃結(jié)果表明:HHMAPT對針葉木紙板具有良好的阻燃效果

2、。未阻燃紙板的極限氧指數(shù)(LOI)為22.1％，阻燃等級為易燃級別，而當HHMAPT添加量為4.5％時，阻燃紙板的LOI就高達34.9％，阻燃等級達難燃級別，且與未阻燃紙板相比，HHMAPT阻燃紙板燃燒時的熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，完全燃燒所需時間延長，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯下降，且隨HHMAPT添加量的增大愈加明顯。用它阻燃的紙板還具有遇火炭化面積小、無殘焰、不陰燃等優(yōu)點，但不耐水洗

3、;但用HHMATP/HMMM(甲醚化三聚氰胺甲醛樹脂)協(xié)同阻燃的紙板具有良好的耐水洗性。當HHMAPT和HMMM分別為6％和10％時，水洗過的阻燃紙的LOI大于33.5％，仍為難燃級別，垂直燃燒的續(xù)焰時間和平均炭化長度分別小于4.8s和12mm，灼燃時間為0s，且與原紙相比，熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量也有所下降;HACTP不僅對針葉木紙板具有很好的阻燃效果，而且制得的

4、阻燃紙具有耐水洗性。當HACTP添加量為6％時，LOI大于60％，垂直燃燒試驗達到難燃級別，且經(jīng)水洗后，LOI仍高達39.0％，阻燃等級仍為難燃級別，完全達到耐水洗型阻燃紙要求。與未阻燃原紙相比，HACTP阻燃燃燒時的熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，完全燃燒所需時間延長，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯下降，且隨阻燃劑HACTP添加量的增大愈加明顯。水洗后熱釋放速率、質(zhì)量損失稍微變慢、最高熱釋放速率、

5、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯增加，但仍低于原紙。
　　熱重分析和殘余物分析結(jié)果表明:HHMAPT和HHMAPT/HMMM主要是通過凝聚相產(chǎn)生阻燃作用。HHMAPT熱解形成的磷酸類化合物促進了紙板炭化，該炭在紙板和HHMAPT分解產(chǎn)生的CO2、NH3等氣體的發(fā)泡作用下形成膨脹性炭層，該炭層通過隔熱、隔氧及阻止紙板分解產(chǎn)物的揮發(fā)而產(chǎn)生阻燃作用。HACTP的阻燃機理與HHMAPT的相似，不同的是HACTP的部分分解產(chǎn)物

6、揮發(fā)至氣相，通過捕獲燃燒產(chǎn)生的自由基也產(chǎn)生一些阻燃作用。
　　紙的強度測定結(jié)果表明:用HHMAPT制得的阻燃紙，隨著HHMAPT添加量的增大，紙的耐折次數(shù)和抗張指數(shù)隨之下降，紙的撕裂度稍有增加，與原紙相比，阻燃紙的機械性能稍有下降;用HHMAPT/HMMM制得的未洗阻燃紙與單獨添加HHMAPT相近，而水洗后的耐折次數(shù)、撕裂度和抗張指數(shù)明顯增大。用HACTP制得的未洗阻燃紙和水洗后的耐折次數(shù)、撕裂度和抗張指數(shù)減小，與原紙相比，機械性