协效剂对膨胀阻燃聚丙烯基木塑复合材料的阻燃增效研究  

Flame-retardant Synergistic Effect of Synergists on Intumescent Flame-retardant Wood Flour-Polypropylene Composites

作　　者：朱德钦[1] 郑守扬 生瑜[1] 

机构地区：[1]福建省高分子材料重点实验室,福建师范大学材料科学与工程学院,福州350007

出　　处：《应用化学》2017年第2期195-203,共9页Chinese Journal of Applied Chemistry

基　　金：福建省科技厅高校产学合作项目(2015Y4003);福建省科技厅高校产学合作科技重大项目(2012Y4002);福建省自然科学基金资助项目(2010J01276)~~

摘　　要：赋予木塑复合材料(WPC)的阻燃性能成为近年来该领域国内外的研究热点之一。本文通过两轮正交试验,研究8种常见的协效剂对膨胀型阻燃剂(IFRs,m(聚磷酸铵,APP)∶m(季戊四醇,PER)=2∶1)的阻燃增效作用,筛选出具有显著协效作用的协效剂组MgO/EG(可膨胀石墨)/SiO_2,其组成为m(MgO)∶m(EG)∶m(SiO_2)=1∶5∶5,其与IFRs的最佳配比为m(IFRs)∶m(MgO/EG/SiO_2)=1∶0.18,得到性能良好的阻燃型聚丙烯基木塑复合材料。通过热重分析(TGA)和锥形量热分析(CONE)评价IFRs及协效剂组对聚丙烯(PP)基木塑复合材料(WPC)热稳定性能和阻燃性能的影响。结果表明,IFRs及MgO/EG/SiO_2的加入可以有效提高WPC的热稳定性,WPC/IFRs/MgO/EG/SiO_2600℃的残炭率达到22.42%。WPC/IFRs的热释放速率峰(PHRR)、总热释放量(THR)和总烟释放量(TSP)相比于WPC分别降低了21.9%、8.7%和22%。MgO/EG/SiO_2的加入可以进一步提高IFRs的阻燃效率,WPC/IFRs/MgO/EG/SiO_2的PHRR和THR相比于WPC分别降低了33.0%和13.8%。Improving flame retardant properties of wood plastic composite material（WPC） has become one of the research hotspots of WPC in recent years. In this paper, the flame-retardant synergistic effects of eight kinds of synergists on intumescent flame retardants （ IFRs, m （ polyphosphate, APP） ： rn （ pentaerythritol, PER） = 2 ： 1 ） were studied .by two rounds of orthogonal experiments. The synergist group MgO/EG （expandable graphite）/SiO2with a significant synergistic flame retardant effect on the IFRs was obtained. The composition of MgO/EG/SiO2is m （ MgO ） ： m （EG） ： m（ SiO2 ） = 1 ： 5 ： 5, optimum proportion of rn （ IFRs ） ： m（MgO/EG/SiO2） is 1：0. 18. The influence of IFRs and MgO/EG/SiO2 on thermal stability and flame- retardant properties of polypropylene based wood-plastics composite （ WPC ） was evaluated by thermogravimetric analysis （TGA） and cone calorimetry analysis （CONE）. The results show that adding IFRs and MgO/EG/SiO2 to WPC can improve its thermal stability effectively, and the char residue of WPC/IFRs/MgO/EG/SiO2 at 600℃ reaches to 22. 42%. The peak heat release rate （ PHRR）, the total heat release （THR） and total smoke production release （TSP） of WPC/IFRs reduce by 19. 0%, 8.7 % and 22. 1% , respectively, compared with WPC.MgO/EG/SiO2 can further improve the flame retardant efficiency of IFRs, and the PHRR and THR of WPC/IFRs/MgO/EG/SiO2 drop by 33.0% and 13.8%, respectively, compared with WPC.

关 键 词：正交试验 木塑复合材料 膨胀型阻燃剂 协效剂 

分 类 号：O663[理学—分析化学]