甲基膦酸盐单组分膨胀阻燃剂阻燃不饱和聚酯的研究

发布时间：2021-01-03 16:45

　　不饱和聚酯（UPR）具有成本低廉、易加工、优异的机械性能和耐腐蚀性能等优点,广泛应用于船舶、建筑、汽车以及电子电器等行业。但不饱和聚酯材料易燃,限制了其广泛应用。膨胀型阻燃剂（IFR）可以有效提高不饱和聚酯阻燃性能,但绝大多数膨胀阻燃体系为多组分,各组分难以均匀分散,相互间的协同阻燃作用需进一步提高。单组分膨胀阻燃剂将各组分引入到同一分子中,相互间能更好的发挥协同阻燃作用,有望赋予不饱和树脂更优异的阻燃性能。本论文以甲基膦酸和三聚氰胺为原料,首先合成了聚甲基膦酸三聚氰胺盐（MMP）,通过傅里叶红外光谱,核磁共振谱测试对其结构进行了表征。通过热重分析测试表明,MMP的起始热分解温度为228℃,在800℃时的残炭量为41.2 wt%,表明合成的阻燃剂具有优异的热稳定性和成炭性能。将MMP添加到不饱和树脂中,当阻燃剂添加量为21 wt%时,材料通过了 UL-94 V-0级,极限氧指数（LOI）值为38.5%,与之前的文献报道研究结果相比,MMP对不饱和树脂材料具有更高的阻燃效率。锥形量热（CONE）测试表明,与纯不饱和聚酯材料相比,MMP的加入使得不饱和聚酯材料的热释放速率（HRR）、热释放... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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是将阻燃元素引入到含双键的物质中与不饱和树脂共聚制备阻燃不饱和树脂，达到本质??阻燃的目的。常见的反应型不饱和树脂阻燃体系有：含磷阻燃体系，含氮阻燃体系和硅阻燃体系。??１．２．１．１含磷反应型阻燃体系??磷系阻燃体系是一种阻燃效率优异且应用较为广泛的阻燃体系之一。磷系阻燃体系??可以同时在凝聚相和气相当中发挥阻燃作用，在凝聚相中，磷系阻燃剂受热先于基材分??解产生磷酸、多聚磷酸等酸类物质催化不饱和聚酯基材降解成炭，形成的炭层覆盖在材??料保护下层物质［９＿１６］；在气相当中产生Ｐ０＿，可以捕捉燃烧过程中材料产生的活性自由??基：Ｈ、Ｈ０？，从而中断燃烧自由基反应［１７—２Ｑ］。??Ｍａ等［２１］利用季戊四醇和三氯氧磷反应得到含磷不饱和聚酯单体双螺环磷酰氯，含磷单体与邻苯二甲酸酐、马来酸酐、乙二醇聚合制备出含磷本质阻燃不饱和聚酯。研??宄发现，随着双螺环磷酰氯含量的増加，不饱和聚酯材料的极限氧指数随之升高，并升了材料的残炭量，改善了残炭的密度和强度。??Ｌｉｎ等［２２］经过多步反应合成了一种含有多价磷的含磷阻燃固化剂，其合成过程和产??物ＤＨＰ化学结构如图１－２所示。当阻燃固化剂添加量为２０?ｗｔ％时，材料通过了?ＵＬ－９４??Ｖ－０级，极限氧指数值为２９％，且阻燃材料的最大热降解速率下降了?３７％。??

Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＰＤＡＰ??Ｋａｎｇ等［２６］采用自由基本体聚合合成了一种环状含磷单体丙烯酸乙酯环乙二醇磷酸??酯（ＥＡＣＧＰ），其化学结构如图１－４所示。使用丙烯酸乙酯环乙二醇磷酸酯和不饱和聚??酯交联共聚得到阻燃不饱和聚酯材料。阻燃剂的加入有效降低了材料的最大热释放速率??和总热释放量，并增加了材料在高温下的残留物和热稳定性。当丙烯酸乙酯环乙二醇磷??酸酯的添加量为２０?ｗｔ％时，阻燃不饱和树脂的极限氧指数２６．５％，锥形量热测试表明，??材料的最大热降解速率峰值由纯ＵＰＲ材料的４０８降低到了?１８３?Ｗ＿ｇ＇总热释放量由纯??ＵＰＲ材料的２１．２下降到了?１５．３?ｋｇｊ１，有效降低了材料的热释放。同时材料的成炭能力??得到了提升。??〇??°?°＼／??图１－４ＥＡＣＧＰ的化学结构??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆＥＡＣＧＰ??１．２．１．２含氮、硅反应型阻燃体系??氮系反应型阻燃体系低毒、低烟并且对环境友好。但是只含氮元素的阻燃剂阻燃效??果不佳，并且相容性差，因此含氮阻燃剂中一般会加入其他阻燃元素作为补充，其中与??氮系阻燃体系共同使用最多的就是磷系阻燃剂，磷元素能够催化不饱和树脂提前降解成??炭，含氮基团在燃烧过程中分解为ＮＨ３、Ｎ２等不燃性气体，因而形成了膨胀炭层，膨胀??的炭层可以更好地起到隔绝燃烧区和材料内部的氧气热量交换，并抑制材料降解产生的??可燃性气体逸出［２７＿２９］。??Ｈｕｏ等＿利用ＤＯＰＯ和三烯丙基异三聚氰酸酯合成了一种新型阻燃固化剂ＤＴ

【参考文献】：
期刊论文
[1]葡萄糖酸磷酸三聚氰胺盐的合成及与APP协同阻燃研究[J]. 杨冰,李凤英,卢献豹.  四川大学学报(工程科学版). 2012(06)
[2]2008-2009年国外不饱和聚酯工业进展[J]. 陈红,刘小峯,范君怡,邹林.  热固性树脂. 2010(02)
[3]膨胀型阻燃剂季戊四醇多聚磷酸酯三聚氰胺盐的合成及其对环氧树脂阻燃性影响的研究[J]. 喻龙宝,黄竹谋,康文彬,施亚玉,周铭.  涂料工业. 2010(03)
[4]含磷阻燃环氧树脂体系研究进展[J]. 陈晓勇.  合成技术及应用. 2009(04)
[5]阻燃剂的研究现状及发展趋势[J]. 李青,方洁,王晓宁.  纺织导报. 2009(11)
[6]水镁石粉体超细改性一体化处理及其阻燃应用研究[J]. 李鑫,叶俊伟,丰世凤,林源,宁桂玲.  过程工程学报. 2009(S2)
[7]氢氧化镁与氢氧化铝阻燃剂对不饱和聚酯树脂阻燃性能影响的研究[J]. 唐皓,郭金龙.  消防技术与产品信息. 2009(09)
[8]2006-2007年国内外不饱和聚酯树脂工业进展[J]. 陈红,侯运城,邹林,沈大理,鲍子娜,范君怡.  热固性树脂. 2008(03)
[9]磷酸季戊四醇缩聚物铵盐和三聚氰胺盐对环氧树脂的阻燃研究[J]. 肖圣洁,许晶晶,肖卫东.  胶体与聚合物. 2007(01)
[10]包覆红磷在玻璃钢中的阻燃性能研究[J]. 王凤武,方文彦.  煤炭科学技术. 2005(02)



本文编号：2955148