摘要
氮磷复合型阻燃剂三聚氰胺磷酸盐(MP)与成炭剂季戊四醇(PER)组成的膨胀型阻燃体系广泛用于阻燃聚烯烃(PP、PE)。但该体系中小分子成炭剂PER极性大、易迁移、吸湿性强，与非极性聚烯烃基体相容性差，阻燃剂在树脂基体中分散不均，易团聚，阻燃效果欠佳；另外，MP与PER在聚烯烃加工温度下可发生酯化反应，导致材料严重发泡。针对上述问题，本论文采用大分子成炭剂热塑性聚氨酯(TPU)和尼龙11(PA11)包覆或部分替代PER组成复合成炭剂，以三聚氰胺磷酸盐为主阻燃剂构成膨胀型阻燃剂，用于阻燃聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)，成功制备了阻燃性优良、热稳定性高、耐水性好、力学性能良好的无卤阻燃聚烯烃材料。 通过包覆改性，复合成炭剂体系中TPU在加工中可隔离易发生化学反应的酸源与炭源物质，提高阻燃剂热稳定性，拓宽材料加工温度，改善材料加工性能；同时，TPU的隔离作用也可有效减小小分子组分迁移，提高复合材料耐水性，改善制品表观性能。通过TG和SEM研究大分子成炭剂TPU与小分子成炭剂PER协效成炭阻燃机理，结果表明TPU的引入可改善炭层质量，增加成炭率，提高阻燃效率。当阻燃剂含量为30wt％时PP/MP/复合成炭剂体系阻燃性能达到UL-94 1.6mm V-0级，LOI达34；当阻燃剂含量为45wt％时HDPE/MP/复合成炭剂体系阻燃性能达到UL-94 3.2mm V-0级，LOI达33。采用链节单元中含长链烷基的脂肪族聚酰胺PA11和PER组成的复合成炭剂与MP复配阻燃HDPE，可有效提高体系相容性，通过协效成炭作用可进一步提高阻燃效率，降低阻燃剂添加量，改善材料力学性能。
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