论文部分内容阅读
聚丙烯(PP)因其综合性能好,易成型加工,价格低廉等优点,被广泛应用于家电外壳、汽车,建筑,化工等领域。但聚丙烯的极限氧指数仅有18%左右,是一种易燃材料。目前在聚丙烯体系中最常用的溴系阻燃剂,在燃烧过程中会产生大量有毒烟雾,威胁人类的生命安全。以聚磷酸铵(APP)为主要成分的膨胀型阻燃体系(IFR)安全、环保,成为聚丙烯阻燃的重要研究方向。但是,聚磷酸铵的耐湿性和耐候性不佳,易从基体材料中析出,影响其阻燃功能的发挥。同时,膨胀型阻燃剂添加量比较大,与基体的相容性差等问题也有待于进一步解决。本论文采用环氧树脂(EP)包覆聚磷酸铵形成聚磷酸铵微胶囊(MAPP)的方法来降低其水溶性,改善其与基体的相容性；并通过加入协效剂,有效地提高聚丙烯膨胀型阻燃体系的阻燃效率,最终形成了适宜于聚丙烯加工性能特性的阻燃体系构建工艺方法。论文的主要研究内容和结论如下：(1)采用原位聚合法制备以环氧树脂包覆的聚磷酸铵微胶囊,探究了囊材的加入量、固化温度、固化时间等因素对包覆产品的水溶性和阻燃效果的影响。当囊材料量加入量为APP质量的10%、固化剂加入量为环氧树脂加入量的15%,采用(40℃-1h+70℃-1h)的阶跃升温方法,制备的MAPP水溶性较低,耐水性较好。(2)研究了膨胀型阻燃剂的组成、配比对阻燃聚丙烯(PP/IFR)体系的阻燃性能和力学性能的影响,当MAPP与PER的质量比为3：1时,PP/IFR体系具有良好的阻燃性能,并对力学性能的影响最小。研究了膨胀型阻燃剂的阻燃机理及PP/IFR体系的热降解动力学,结果表明,阻燃剂的加入,提高了PP的降解活化能,阻燃性能相应增强。(3)研究了多种协效剂在阻燃PP体系中协同阻燃效应,并通过极限氧指数(LOI),阻燃等级(UL-94)测试确定了各种协效剂的最佳添加量,重点研究了碳酸锶在阻燃PP中的协效阻燃机理。结果表明,当碳酸锶的含量为1.5wt%时,协效阻燃体系的LOI可以达到35.2%,通过UL-94的V-0阻燃等级；碳酸锶的协效作用主要是促进微胶囊聚磷酸铵的交联反应及与PER的酯化作用,最终生成膨胀、致密的炭层,起到阻燃的作用。