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。又因其環(huán)境友好的特點，是阻燃劑的一大研究熱點。
　　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），確定最佳反應條件。同時，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）等對兩種合成產物的結構和熱穩(wěn)定性等進行表征。研究結果表明：合成產物MHEDP和MATMP均滿足磷-氮膨脹型阻燃劑的要求。為提高MATMP熱性能，探索了MATMP的熱處理條件，發(fā)現(xiàn)經過熱處理的MATMP的熱性能及殘留質量均得到提高。
　　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）復配應用于低密度聚乙烯（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）復配體系應用于聚丙烯（PP）阻燃，通過熱重分析（TG）、極限氧指數(shù)測試（LOI）及機械性能測試研究阻燃劑的加入對LDPE、PP熱性能、阻燃性能及機械性能的影響。測試結果表明，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，但對材料的機械性能影響較大。LDPE、PP的LOI小幅提高，但仍然難滿足難燃材料的要求。優(yōu)化配方設計了MHED

4、P、聚磷酸銨（APP）、三聚氰胺磷酸鹽（MP）復配阻燃PP體系，測試表明：MHEDP/APP/MP復配阻燃體系對PP熱性能及阻燃性能均有較大提高，且對材料機械性能影響較小。當添加12％MHEDP、12%APP、6%MP時，可使PP達到UL-94 V-0級（3.2mm），極限氧指數(shù)達到35%，同時保持較好的機械性能。通過裂解氣相色譜質譜聯(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

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