三嗪成炭劑的合成及無鹵阻燃動(dòng)態(tài)硫化EPDM-PP的制備研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性硫化橡膠(TPV)因具有良好的絕緣性能、力學(xué)性能、耐高溫性能、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車，電線電纜，建筑材料等領(lǐng)域。然而，TPV材料遇火易燃燒，燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生滴落，易造成火災(zāi)的蔓延，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。因此，對(duì)其阻燃改性尤為必要。三嗪成炭劑在近年得到了快速的發(fā)展，為制備高性能無鹵阻燃TPV提供了思路和方法。為了克服傳統(tǒng)膨脹阻燃體系的缺點(diǎn)，如高吸濕、易析出、耐熱性差和阻燃效率低，本論文合成了三嗪大分子成炭

2、劑(HCFA)，將其與聚磷酸銨(APP)和有機(jī)氣相納米二氧化硅納米共混制備新型膨脹阻燃體系，用雙螺桿擠出機(jī)為加工設(shè)備，制備出阻燃效率高、耐水性能好的阻燃TPV，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　（1）以三聚氯氰、無水哌嗪和嗎啉為原料，通過親核取代反應(yīng)合成了三嗪成炭劑中間體CA。將中間體CA用嗎啉封端，制備熱穩(wěn)定性高的無鹵三嗪成炭劑(HCFA)，將其與APP復(fù)配制備無鹵阻燃TPV。探索了HCFA的合成工藝，通過FT-IR、元素分析、固體

3、13C-NMR、X熒光光譜儀(XRF)、熱重分析(TGA)等分析確定了HCFA分子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：HCFA產(chǎn)率為94.9％，TGA結(jié)果顯示，HCFA熱穩(wěn)定性優(yōu)良，在N2氣氛中，初始熱失重溫度（5%質(zhì)量損失）為386℃，700℃殘?zhí)柯蕿?7.20%；此外HCFA具有優(yōu)異的耐水性能，相同條件下，其溶解性為PER的1/50～1/40。當(dāng)APP:HCFA=2:1時(shí)，膨脹阻燃體系A(chǔ)PP/HCFA(IFR)殘?zhí)苛吭?00℃為30.93%。將APP、

4、HCFA以2:1的比例制備無鹵阻燃TPV/IFR，通過極限氧指數(shù)法(LOI)、熱重分析(TGA)和垂直燃燒法(UL-94)等測試方法研究了IFR對(duì)TPV阻燃性能、熱穩(wěn)定和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)IFR添加量為55.56份時(shí)，LOI為28.6%，能通過UL-94 V-0級(jí)別；在此基礎(chǔ)上，研究了有機(jī)nano-SiO2對(duì)TPV/IFR的力學(xué)性能和阻燃性能的影響。結(jié)果表明：有機(jī)nano-SiO2與IFR表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)，nano-SiO

5、2改善了IFR的質(zhì)量和高溫穩(wěn)定性，形成了致密、堅(jiān)固的炭層。同時(shí)，nano-SiO2的加入可以改善TPV/IFR的力學(xué)性能和阻燃性能。經(jīng)過70℃熱水浸泡168h,TPV/IFRS(APP/HCFA/nano-SiO2)仍然通過UL-94 V-0，氧指數(shù)有小幅度下降。
　?。?）對(duì)六種過氧化物硫化體系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，2,5-二甲基-2,5-雙己烷/N,N'-間苯撐雙馬來酰亞胺硫化體系制備的無鹵阻燃TPV綜合性能最優(yōu)。另外，還研究