新型阻燃劑的合成及其性能的研究.pdf

1、涂料的不同性能使其在應(yīng)用過程中發(fā)揮著不同的作用，聚氨酯(PU)涂料因其具有優(yōu)異的耐油性、耐腐蝕性、強(qiáng)附著能力，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。但是由于PU涂料的耐燃性差，而使其優(yōu)良性能的發(fā)揮受到了阻礙。 本文在合成膨脹型阻燃劑的基礎(chǔ)上，將其添加到PU涂料中，制備了防火PU涂料，并系統(tǒng)分析其結(jié)構(gòu)性能和阻燃機(jī)理，通過阻燃模型的建立分析了防火涂料的熱傳導(dǎo)行為，以三聚氯氰為原料成功合成了一種新型三嗪類高分子化合物——成炭劑(Carb

2、onific)。采用紅外光譜(FTIR)，13C核磁共振(MAS-NMR13C)，及元素分析(ELA)等方法表征了該成炭劑的結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)果表明該成炭劑為三嗪環(huán)和氨基及乙醇胺的二聚體，對(duì)其溶解性、密度、熔點(diǎn)和熱穩(wěn)定性的分析表明，該成炭劑具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能，有較高的熔點(diǎn)，常溫下不溶于常規(guī)溶劑等特性。 以自行合成的新型成炭劑為基礎(chǔ)，合成了一種新型單體型膨脹型阻燃劑(IFR)。根據(jù)FTIR，MAS-NMR 13C以及ELA的分析結(jié)果

3、對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示生成阻燃劑的化學(xué)反應(yīng)為：二聚體的成炭劑中的兩個(gè)氨基以1:1的比例分別與季戊四醇雙磷酸醋酞氯中兩端的氯原子進(jìn)行了脫去HCl的反應(yīng)。同時(shí)探討了合成工藝中物料配比、反應(yīng)溫度、時(shí)間及水的用量對(duì)最終產(chǎn)物產(chǎn)率的影響的問題。經(jīng)測(cè)試該阻燃劑也具有較高的熔點(diǎn)和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。另外將成炭劑與聚磷酸銨(APP)配制構(gòu)成復(fù)配型阻燃劑和制得的單體型阻燃劑分別添加到PU清漆中，制備出兩個(gè)系列防火PU涂料(APP/Car bonifi

4、c/PU和IFR/PU)。采用正交試驗(yàn)研究了APP/Carbonific/PU體系的防火性能和體系各組分含量的關(guān)系，得到最佳復(fù)配比例(APP/Carbonific/PU=15:5:80)；通過綜合IFR/PU體系防火性能及其它理化性能，發(fā)現(xiàn)IFR為20％質(zhì)量百分含量(Wt)時(shí)，體系防火及其它綜合性能優(yōu)良。 通過對(duì)上述防火涂料的流動(dòng)性、觸變性和貯存穩(wěn)定性的研究，發(fā)現(xiàn)加入少量硅烷偶聯(lián)劑(0.4％Wt％)，能有效改善防火涂料的流動(dòng)性能

5、；加入膨潤(rùn)土(1％Wt％)能提高防火涂料的貯存穩(wěn)定性。同時(shí)對(duì)上述防火涂料的附著力、柔韌性、硬度和耐沖擊性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明由上述配比構(gòu)成的防火涂料具備較好的物理性能。 采用熱失重(TGA)、錐型量熱儀法(Cone Calorimeter)，對(duì)涂層的熱穩(wěn)定性及燃燒過程進(jìn)行了全面的分析。根據(jù)TGA的分析結(jié)果，將涂膜的燃燒過程分為五個(gè)階段，對(duì)每一階段的燃燒物采用ELA、掃描電鏡(SEM)，F(xiàn)TIR，MAS-NMR 13C等方法加以表征