论文部分内容阅读
磷氮系膨胀型阻燃剂(IFR)尤其是单质型高分子IFR集炭源、酸源、气源于一体,不仅阻燃效果良好,还具有环境友好的特点,是今后IFR的发展方向之一。本论文合成了三种IFR:磷酸三聚氰胺丙烯酸盐(MPPAA)、改性间苯二酚甲醛树脂(MRF)以及脱硫废渣/磷酸锌铵(MWR)协效阻燃剂。探讨了反应时间、反应温度、物料配比、反应溶剂等参数对阻燃剂合成的影响;利用红外光谱仪(FTIR)、核磁共振(1HNMR)、元素分析仪(EDS)、差热分析天平(TG-DTA)等对产物进行了表征,用极限氧指数法(LOI)检测了阻燃环氧树脂(EP)、阻燃聚丙烯(PP)的阻燃性能,用万能力学测试仪检测了材料的力学性能。 以三聚氰胺(MEL)、磷酸、PAA等为原料,合成了MPPAA高分子型IFR,并将其应用于EP的阻燃。当阻燃剂中N元素含量为39.37%时,EP/20%MPPAA阻燃树脂的氧指数达到30%,阻燃涂层的燃烧等级可达到UL94V-0级。另外该阻燃树脂还具有较高的拉伸强度和韧性,这与复合材料中形成了互穿聚合物网络结构有关,阻燃剂MPPAA具有良好的应用前景。 以RF、三氯氧磷、MEL等为原料合成了MRF高分子型IFR,其中,合成中间体PRF的最佳原料配比是n(HO-RF)∶n(POCl3)=1∶1,合成MRF时n(P-Cl)∶n(MEL)=1∶1.5,通过对MRF/EP阻燃材料氧指数、膨胀度的测定以及扫描电镜分析可知,MRF大分子膨胀型阻燃剂对EP有很好的协同阻燃性能。添加20wt%MRF的EP,其LOI值可以达到30%,阻燃性能达到UL-94V-0级。 用氧化镁烟气脱硫废渣(WR)吸附水中的氮、磷、锌等化合物并原位生成磷酸铵锌(ZAP),制备了MWR协效IFR。其中,NH3·H2O∶Na2HPO4·10H2O∶ZnCl2·2H2O=1∶1∶1.2(摩尔比)。PP/MWR(20%)复合材料的LOI值为21%;将MWR与多聚磷酸铵(APP)以1∶1(重量比)复配阻燃PP,当MWR/APP添加量为30wt%时,PP的氧指数可达到29%。MWR还提高了材料的抗拉强度。MWR制备与应用技术在废水处理和阻燃材料等领域具有良好的应用前景。