Al(H_2PO_2)_3/聚氨酯弹性体复合材料的制备及阻燃性能

作     者：唐刚 周子健 王浩 陈均 黄新杰 刘纯林 TANG Gang;ZHOU Zijian;WANG Hao;CHEN Jun;HUANG Xinjie;LIU Chunlin

作者机构：安徽工业大学建筑工程学院马鞍山243002 中冶华天工程技术有限公司节能环保研究院马鞍山243005 安徽工业大学化学化工学院马鞍山243002 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2018年第35卷第9期

页      面：2414-2423页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51403004 21207001) 安徽省科技攻关计划项目(1604a0902153) 安徽省自然科学基金(1608085QE113) 

主　　题：Al(H2PO2)3 聚氨酯弹性体 阻燃 热稳定性 火灾安全性 

摘      要：采用熔融共混技术,将Al(H_2PO_2)_3引入聚氨酯热塑性弹性体,制备了一系列次磷酸铝/聚氨酯弹性体复合材料(Al(H_2PO_2)_3/TPU)。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热测试、TG和SEM研究了Al(H_2PO_2)_3对Al(H_2PO_2)_3/TPU复合材料阻燃性能及热稳定性的影响,采用力学测试研究Al(H_2PO_2)_3对其力学性能的影响。阻燃测试表明,Al(H_2PO_2)_3可以有效提高Al(H_2PO_2)_3/TPU复合材料的阻燃性能。当Al(H_2PO_2)_3添加量为20wt%时,Al(H_2PO_2)_3/TPU复合材料UL-94级别达到V-0级,LOI达到30.5vol%。热重测试表明,Al(H_2PO_2)_3的加入会导致复合材料热分解温度降低,但其残炭率有明显升高。锥形量热测试表明,Al(H_2PO_2)_3的加入有效降低复合材料热释放速率峰值(pHRR)和总热释放(THR),并明显提高其火灾安全性能,其中20wt%Al(H_2PO_2)_3/TPU的pHRR和THR相对纯TPU分别下降65.7%和20.2%。SEM表明,Al(H_2PO_2)_3/TPU复合材料炭渣致密性有明显提高。在此基础上,采用TGA-FTIR联用分析Al(H_2PO_2)_3/TPU复合材料阻燃机制,研究发现,Al(H_2PO_2)_3在燃烧过程中可以有效促进TPU裂解产物成炭,降低可燃性气体生成量,从而提高复合材料阻燃性能。