氮磷阻燃剂（MPP）的制备及其阻燃玻纤增强尼龙6和尼龙66的研究

摘要

玻纤增强尼龙广泛应用于电子、电气、汽车等领域。为满足防火和环境安全的要求，无卤阻燃玻纤增强尼龙十分重要，但玻纤增强尼龙的“烛芯效应”使其阻燃十分困难。 针对氮系阻燃剂MCA在阻燃玻纤增强尼龙时存在的“烛芯效应”问题，本文在前期工作的基础上，采用低毒、价廉的乙醇为反应介质，以三聚氰胺和多聚磷酸为原料在催化剂的作用下合成目标产物氮磷膨胀型阻燃剂MPP，采用FT-IR、TGA以及XRD对产物进行了表征，系统研究了反应时间、催化剂用量、加料顺序对所得产物氮磷阻燃剂组成以及对玻纤增强尼龙6阻燃性能的影响。合成产物使玻纤增强尼龙6材料在垂直燃烧试验中达到自熄要求，其阻燃性能还需进一步改进。 为了提高MPP的热稳定性，简化合成工艺，本文采用以MP为原料高温热聚合制备氮磷膨胀型阻燃剂MPP，采用FT-IR、TGA以及XRD对产物组分进行了表征，研究了热聚合温度、时间、热聚合反应器及原料对产物的组成和阻燃性能的影响。当在阻燃体系中添加30％的阻燃剂MPP、2％的杂多酸和2％的CR时，玻纤增强尼龙6可达到UL941.6mmV-0级的阻燃性能，并具有良好的力学性能：拉伸强度127MPa，弯曲强度200MPa，弯曲模量11.2GPa。通过TGA和SEM分析，揭示了MPP对PA6／GF／FR复合材料的阻燃机理。研究结果表明杂多酸和阻燃改性剂CR对MPP具有协效阻燃作用，加速了尼龙6燃烧时的成炭化学反应，改善了炭层结构。 采用热聚合制备的阻燃剂MPP阻燃玻纤增强尼龙66，当阻燃剂的添加量25[％]，玻纤的添加量为30[％]时，所制备的玻纤增强尼龙66阻燃性能达到UL941.6mm V-0级。对尼龙66及阻燃玻纤增强尼龙66的热重分析和残炭的SEM分析表明，所制备的氮磷阻燃剂在尼龙66的热降解过程中加速了其降解速率，从而使成炭速率加快，形成了致密的膨胀炭层。

目录

摘要

第一章前言

第二章实验部分

第三章三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)在乙醇反应介质中的制备及其阻燃玻纤增强尼龙6

第四章三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的热聚合合成及其阻燃玻纤增强尼龙6及尼龙66

第五章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表和待发表论文

致谢