環(huán)境友好高分子型磷氮阻燃劑的研究與應(yīng)用.pdf

1、磷氮系膨脹型阻燃劑(IFR)尤其是單質(zhì)型高分子IFR集炭源、酸源、氣源于一體，不僅阻燃效果良好，還具有環(huán)境友好的特點，是今后IFR的發(fā)展方向之一。本論文合成了三種IFR:磷酸三聚氰胺丙烯酸鹽（MPPAA）、改性間苯二酚甲醛樹脂(MRF)以及脫硫廢渣/磷酸鋅銨(MWR)協(xié)效阻燃劑。探討了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、物料配比、反應(yīng)溶劑等參數(shù)對阻燃劑合成的影響;利用紅外光譜儀(FTIR)、核磁共振(1HNMR)、元素分析儀(EDS)、差熱分析天平(T

2、G-DTA)等對產(chǎn)物進(jìn)行了表征，用極限氧指數(shù)法(LOI)檢測了阻燃環(huán)氧樹脂(EP)、阻燃聚丙烯(PP)的阻燃性能，用萬能力學(xué)測試儀檢測了材料的力學(xué)性能。
　　以三聚氰胺(MEL)、磷酸、PAA等為原料，合成了MPPAA高分子型IFR，并將其應(yīng)用于EP的阻燃。當(dāng)阻燃劑中N元素含量為39.37％時，EP/20％MPPAA阻燃樹脂的氧指數(shù)達(dá)到30％，阻燃涂層的燃燒等級可達(dá)到UL94V-0級。另外該阻燃樹脂還具有較高的拉伸強(qiáng)度和韌性，這與

3、復(fù)合材料中形成了互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，阻燃劑MPPAA具有良好的應(yīng)用前景。
　　以RF、三氯氧磷、MEL等為原料合成了MRF高分子型IFR，其中，合成中間體PRF的最佳原料配比是n(HO-RF)∶n(POCl3)=1∶1，合成MRF時n(P-Cl)∶n(MEL)=1∶1.5，通過對MRF/EP阻燃材料氧指數(shù)、膨脹度的測定以及掃描電鏡分析可知，MRF大分子膨脹型阻燃劑對EP有很好的協(xié)同阻燃性能。添加20wt％MRF的EP，其LOI

4、值可以達(dá)到30％，阻燃性能達(dá)到UL-94V-0級。
　　用氧化鎂煙氣脫硫廢渣(WR)吸附水中的氮、磷、鋅等化合物并原位生成磷酸銨鋅(ZAP)，制備了MWR協(xié)效IFR。其中，NH3·H2O∶Na2HPO4·10H2O∶ZnCl2·2H2O=1∶1∶1.2（摩爾比）。PP/MWR(20％)復(fù)合材料的LOI值為21％;將MWR與多聚磷酸銨(APP)以1∶1（重量比）復(fù)配阻燃PP，當(dāng)MWR/APP添加量為30wt％時，PP的氧指數(shù)可達(dá)到2