三聚氰胺多膦酸鹽的制備及其阻燃聚烯烴的性能研究.pdf

1、三聚氰胺多膦酸鹽屬于磷-氮系阻燃劑，是最常見的膨脹型阻燃劑的組成部分，具有無(wú)鹵、與被處理的材料相容性好、熱穩(wěn)定性好、阻燃性能優(yōu)異等特點(diǎn)。又因其環(huán)境友好的特點(diǎn)，是阻燃劑的一大研究熱點(diǎn)。
　　本課題研究了以羥基亞乙基二膦酸（HEDP）和氨基三亞甲基膦酸（ATMP）分別與三聚氰胺（MEL）反應(yīng)合成兩種新型的膨脹型阻燃劑—三聚氰胺羥基亞乙基二膦酸鹽（MHEDP）和三聚氰胺氨基三亞甲基膦酸鹽（MATMP），確定最佳反應(yīng)條件。同時(shí)，采用元素分

2、析（EA）、紅外光譜分析（FTIR）、核磁共振分析（1H-NMR）及熱重分析（TG）等對(duì)兩種合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性等進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明：合成產(chǎn)物MHEDP和MATMP均滿足磷-氮膨脹型阻燃劑的要求。為提高M(jìn)ATMP熱性能，探索了MATMP的熱處理?xiàng)l件，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)熱處理的MATMP的熱性能及殘留質(zhì)量均得到提高。
　　將熱處理MATMP與三聚氰胺磷酸鹽（MP）、次磷酸鈣（CaHP）及羥基磷灰石（HAP）復(fù)配應(yīng)用于低密度聚乙烯（LD

3、PE）中；將MHEDP、羥基磷灰石（HAP）、三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）、次磷酸鈣（CaHP）復(fù)配體系應(yīng)用于聚丙烯（PP）阻燃，通過(guò)熱重分析（TG）、極限氧指數(shù)測(cè)試（LOI）及機(jī)械性能測(cè)試研究阻燃劑的加入對(duì)LDPE、PP熱性能、阻燃性能及機(jī)械性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明，阻燃劑的加入一定程度上改善了LDPE、PP的熱性能及阻燃性能，但對(duì)材料的機(jī)械性能影響較大。LDPE、PP的LOI小幅提高，但仍然難滿足難燃材料的要求。優(yōu)化配方設(shè)計(jì)了MHED

4、P、聚磷酸銨（APP）、三聚氰胺磷酸鹽（MP）復(fù)配阻燃PP體系，測(cè)試表明：MHEDP/APP/MP復(fù)配阻燃體系對(duì)PP熱性能及阻燃性能均有較大提高，且對(duì)材料機(jī)械性能影響較小。當(dāng)添加12％MHEDP、12%APP、6%MP時(shí)，可使PP達(dá)到UL-94 V-0級(jí)（3.2mm），極限氧指數(shù)達(dá)到35%，同時(shí)保持較好的機(jī)械性能。通過(guò)裂解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（Py-GC-MS）、錐形量熱（CONE）、及掃描電鏡（SEM）初步探討了MHEDP/APP/MP復(fù)

5、配阻燃PP體系的阻燃機(jī)理及不同復(fù)配體系對(duì)PP性能的影響。錐形量熱結(jié)果表明：MHEDP/APP/MP復(fù)配阻燃體系及MHEDP/MCA/HAP復(fù)配阻燃體系相較純PP而言，其熱釋放速率、總熱釋放、煙釋放速率、總煙釋放量、質(zhì)量損失等都出現(xiàn)下降，說(shuō)明加入阻燃劑可以有效改善PP的燃燒性能，且 MHEDP/APP/MP復(fù)配阻燃體系阻燃性能優(yōu)于MHEDP/MCA/HAP體系。裂解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)果表明， MHEDP/APP/MP復(fù)配阻燃PP體系氣相裂