无卤阻燃pur-t的制备及其力学性能的研究

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1、刘琳，等：无卤阻燃PUR—T的制备及其力学性能的研究9无卤阻燃PUR—T的制备及其力学性能的研究刘琳·朱云卿。陆涛蔡澜茅旭军刘晶晶(1．先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学材料科学与工程学院，上海200092；3．上海永利带业股份有限公司，上海201702)摘要采用原位聚合法制备了以环氧树脂(EP)为壁材，聚磷酸铵(APP)为芯材的微胶囊阻燃剂(MCAPP)。通过垂直燃烧测试、极限氧指数等手段，研究了不同的阻燃剂配比对热塑性聚氨酯弹性体(PUR—T)阻燃性能、力学性能的影响，同时对比了微胶囊包覆

2、前后的APP对PUR—T综合性能的影响。结果表明，加入膨胀型无卤阻燃剂能有效提高PUR—T的阻燃性能，但却大幅降低了PUR—T的力学性能，而MCAPP在保持阻燃性能的同时，减少了其对PUR·T力学性能的影响。关键词热塑性聚氨酯弹性体无卤膨胀体系阻燃性能微胶囊化热塑性聚氨酯弹性体(PUR—T)作为一种热塑性PUR．T体系进行阻燃改性研究。由于APP易吸湿弹性体(TPE)，其结合了橡胶的力学性能与热塑性团聚，阻碍其在PUR—T体系的分散性能，故对比了聚合物的加工性能。由于不具备传统橡胶的交联网微胶囊包覆APP前后的PUR-T综

3、合性能及其阻燃络结构，PUR—T可以被反复地熔融加工，广泛应作用。用于诸多领域。1实验部分但是PUR．T燃烧时，火焰非常剧烈且伴有浓烈1．1主要原材料的黑烟，同时具有严重的熔滴滴落现象。这使得双酚A型环氧树脂(EP)：E一44，江苏无锡树PUR．T的阻燃研究具有相当大的难度』。国外从脂厂；20世纪5O年代开始研究聚合物的阻燃，而对PUR—低相对分子质量PA：650，江苏无锡树脂厂；T的阻燃研究是从20世纪80年代初才逐渐发展起APP：>1000，平均粒径约为2Ixm，工业级，杭来的；国内对PUR．T的阻燃研究才刚刚起步。随

4、着州JLS化学阻燃剂有限公司；PUR．T得到更加广泛的应用，对其阻燃改性也受到PER：工业级，上海旭森非卤消烟阻燃剂有限公了更大的重视。司：目前卤素阻燃剂尤其是溴系阻燃剂仍然是使用MEL：工业级，安徽红四方股份有限公司；量最大、使用范围最广的一种阻燃剂，但是卤素三乙烯四胺、无水乙醇：化学纯，国药集团化学阻燃剂燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气试剂有限公司；体，在某些情况下甚至会产生二恶英等致癌物质。PUR—T粉末：125K，西班牙Merquinsa公司。故随着其它环保型阻燃剂的不断出现J，卤素阻所有粉料在使用前均在真空

5、烘箱中干燥24h。燃剂的使用量必定会呈下降趋势。1．2主要仪器及设备膨胀型阻燃剂一般由碳源(成碳剂)、酸源(脱傅立叶红外光谱(FrlR)仪：EQUINOXSS型，德水剂)、气源(发泡剂)组成。富碳的多羟基物国Bruker公司；质如淀粉、糊精、山梨酸、季戊四醇(PER)等可作为水平垂直燃烧测定仪：CFZ一2型，江苏南京江碳源；受热后能生成无机酸的物质如磷酸铵、聚磷酸宁分析仪器公司；铵(APP)、脲磷酸盐和磷酸酯等可作为酸源；受热后极限氧指数(LOI)测定仪：HC一2型，江苏南京能产生不燃性气体的物质如脲、三聚氰胺(MEL)、

6、江宁分析仪器公司；聚酰胺(PA)和脲醛树脂等可作为气源。其阻燃机万能试样拉力机：CMT4210型，深圳市新三思理为：受热时，酸源使成碳剂脱水，并在发泡剂的作材料检测有限公司；用下形成蓬松的封闭小孔结构的碳层，从而阻断了透射电子显微镜(TEM)：H一800型，Et本Hita一热、质的传递，起到了阻燃的作用。笔者采用APP、PER及MEL的无卤阻燃体系对收稿日期：2010—05-2010工程塑料应用2010年，第38卷，第8期chi公司。1．3试样制备(1)微胶囊APP(MCAPP)的制备方法称取EP的质量分数为APP的10％

7、，将EP置于适量的乙醇中，分散均匀后，加入适量固化剂低相对分子质量PA，搅拌分散均匀，不断搅拌条件下加入阻燃剂APP。逐渐升温至设定温度，反应一段时间后停止，抽滤、蒸馏水洗涤试样数遍，105~C下干燥24h，得到干燥的由EP包覆的MCAPP粉末。(2)实验配方cmI1处为PO：、P0，的伸缩振动峰，800cmI1处为保持MEL质量分数不变，改变APP或MCAPPP—O—P的吸收峰¨。由图1曲线C可以看出，与PER的相对质量分数，得到6组阻燃剂混合物配1600、1504cm处苯环的伸缩振动特征吸收峰，以方如表1所示。表1各组

8、阻燃剂混合物的配方％配方代号APPMCAPPPERMEL而图1曲线b中，除了上述APP的特征吸收峰FR0l14079外，也出现了1600、1504em处苯环的特征峰，以MCFR0lO1479FRO218O39MCFRO20l839收峰证明了MCAPP中EP的存在。由于体系中EPFR0319．501．59