新型磷氮系膨胀型阻燃剂的合成及其在动车内饰材料中的应用

摘要

膨胀型阻燃剂具有低毒、低烟、高效的阻燃特性，能克服热塑性材料燃烧过程中的熔滴问题，受到研究者热切的关注，但其在纺织品上的应用研究较少。
　　本论文以新戊二醇、三氯氧磷为原料制备了中间体新戊二醇磷酰氯，然后再与苯代三聚氰胺酯反应制备了新型膨胀型阻燃剂—环状磷酰苯代三聚氰胺酯。确定了各步反应的最佳合成工艺。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、气相色谱(GC)和元素分析等对产物结构进行了表征。
　　详细研究了该种阻燃剂的复配制剂对涤纶织物的阻燃性能，探讨了复配阻燃剂用量、pH值、焙烘温度、焙烘时间等因素对阻燃效果的影响。采用浸轧的方法，轧余率为70-80％，确定其最佳阻燃整理工艺为:复配阻燃剂浓度为230g/L，pH值为6，100℃预烘2min，160℃焙烘150s。阻燃整理后织物燃烧续燃、阴燃时间均为0s，炭长小于8cm，极限氧指数由20.0％上升到26.8％，没有熔滴现象，烟雾量少，阻燃性能优良。本论文还探讨了该复配阻燃剂与二氧化硅—氧化铝溶胶的复配性能，研究结果表明其与膨胀型阻燃剂复配时具有一定协同效应。
　　此外本文还详细研究了该种阻燃剂对涤纶织物的涂层阻燃性能，阻燃涂层胶配方为:聚丙烯酸酯乳液用量的质量分数为60％，阻燃剂为36％，增稠剂、水为4％;整理时涤纶织物上胶量为200g/m2，100℃预烘2min，180℃焙烘150s，整理后涤纶织物续燃、阴燃时间均为0s，炭长小于8cm，涤纶织物无熔滴。
　　通过采用热重分析(TG)、差热分析(DSC)、红外光谱、电子扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对阻燃织物的阻燃机理进行初步探讨。分析认为，阻燃剂自身具有很好的成炭性能，将其引入涤纶织物后促进了涤纶的成炭，随着燃烧的继续进行，分解气体增多，织物表面进一步熔融发泡，形成一个比原来涂层厚十几倍的不燃蜂窝状泡沫炭质层，割断外界热源对基材的直接作用，从而起到隔热作用;另外，阻燃织物在高温条件下生成的不燃性气体稀释了空气中的可燃气体及氧气浓度，可以抑制有焰燃烧，从而延缓了涤纶的深度裂解，增强了涤纶及其残炭的热稳定性。
　　通过采用垂直燃烧和45°燃烧法对织物进行阻燃测试。分析认为在相同阻燃整理工艺下，若测试方法不同其阻燃效果结论也不同。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 阻燃剂的历史与现状

1．3 阻燃剂的分类

1．4 阻燃剂的发展趋势

1．5 纤维及织物对阻燃性能的影响

1．6 涤纶织物的燃烧机理

1．7 涤纶织物的阻燃整理方法

1．8 课题研究意义及内容

参考文献

2 合成部分

2．1 实验材料及药品

2．2 实验仪器

2．3 实验内容

2．4 结果与讨论

2．5 本章小结

参考文献

3 涤纶织物浸轧法阻燃整理研究

3．1 实验部分

3．2 结果与讨论

3．3 本章小结

参考文献

4 涤纶织物涂层阻燃整理研究

4．1 实验部分

4．2 结果与讨论

4．3 本章小结

参考文献

5 阻燃涤纶织物的热氧化降解动力学研究

5．1 实验部分

5．2 结果与讨论

5．3 本章小结

参考文献

6 不同测试方法对涤纶织物阻燃性能影响

6．1 实验部分

6．2 结果与讨论

6．3 本章小结

参考文献

7 结论

作者在攻读硕士学位期间发表的论文

致谢