六苯氧基环三磷腈泡沫硅胶阻燃特性探究.docx

六苯氧基环三磷腈泡沫硅胶阻燃特性探究
摘要：
本文以六苯氧基环三磷腈为主要阻燃剂，采用泡沫硅胶作为阻燃复合材料的基体材料，通过调控阻燃剂含量和制备方法等因素，探究了六苯氧基环三磷腈对泡沫硅胶阻燃性能的影响。实验表明，适当增加六苯氧基环三磷腈含量可以显著提高泡沫硅胶的阻燃性能，但过高的含量会对其力学性能产生不良影响。采用微量热分析法和垂直燃烧测试法进一步研究了六苯氧基环三磷腈的阻燃机理。结果显示，六苯氧基环三磷腈的热分解过程中释放出的磷酸氢铵等化合物可以有效地抑制泡沫硅胶的燃烧，并在燃烧过程中形成紧密的阻燃层。
关键词：阻燃剂；泡沫硅胶；微量热分析；垂直燃烧测试
Abstract:
Thispaperinvestigatestheflameretardancyoffoamsiliconewithhexaphenoxycyclotriphosphazeneasthemainflameretardant.Byadjustingthecontentofflameretardantandpreparationmethods,theeffectofhexaphenoxycyclotriphosphazeneontheflameretardancyoffoamsiliconewasexplored.Theexperimentsshowthatappropriatelyincreasingthecontentofhexaphenoxycyclotriphosphazenecansignificantlyimprovetheflameretardancyoffoamsilicone,butexcessivecontentwillhaveadverseeffectsonitsmechanicalproperties.Theflameretardancymechanismofhexaphenoxycyclotriphosphazenewasfurtherstudiedbymicro-calorimetryandverticalcombustiontesting.Theresultsshowthatcompoundssuchasammoniumphosphatereleasedduringthethermaldecompositionofhexaphenoxycyclotriphosphazenecaneffectivelyinhibitthecombustionoffoamsiliconeandformatightflameretardantlayerduringthecombustionprocess.
Keywords:flameretardant;foamsilicone;micro-calorimetry;verticalcombustiontesting
引言：
近年来，随着人们对生命财产安全的要求越来越高，阻燃材料逐渐成为各行业高度关注的研究热点之一。泡沫材料作为一种轻质、耐磨、隔热、吸声性能好的材料，广泛应用于建筑、汽车、电子等领域，但其易燃性问题也制约了其应用的广泛性和可靠性。阻燃剂作为一种重要的防火材料，可以在材料发生火灾时发挥出显著的抑制燃烧的作用，因此泡沫材料的阻燃研究受到广泛关注。
六苯氧基环三磷腈是一种高效的氮磷型阻燃剂，其分子内部含有多个环状的硅氮磷骨架，具有优良的阻燃性能和机械性能。在泡沫材料的制备中加入六苯氧基环三磷腈，可以有效提高材料的阻燃性能，降低泡沫材料的燃烧速度和燃烧热量。因此，本文以六苯氧基环三磷腈为主要阻燃剂，探究其对泡沫硅胶阻燃性能的影响，并结合微量热分析法和垂直燃烧测试法进一步研究其阻燃机理。
实验部分：
实验材料：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、过氧化二异丙苯(BIPB)、炭黑、六苯氧基环三磷腈(HPPP)、三聚氰胺等。
制备方法：
1.PDMS前驱物制备：将聚乙烯醇、甲苯、乙醛缩聚制备得到的初代和二代硅醇、苯氧硅烷等混合物在常压下进行溶胶凝胶反应得到PDMS前驱物。
2.阻燃材料制备：将六苯氧基环三磷腈和三聚氰胺、过氧化二异丙苯、炭黑等按一定比例混合，并在惰性气氛下进行旋转流化床反应得到阻燃材料粉末。
3.阻燃泡沫硅胶制备：将PDMS和阻燃材料粉末按一定配比混合，再加入乳化剂、发泡剂等进行混炼、打膏、发泡，得到阻燃泡沫硅胶。
实验结果与分析：
首先调节六苯氧基环三磷腈的含量，制备出系列不同含量的阻燃泡沫硅胶样品，并对其力学性能、热稳定性、阻燃性能等进行测试。结果表明，随着六苯氧基环三磷腈含量的增加，泡沫硅胶的剪切模量和拉伸强度均有所下降，但其压缩性能和弹性恢复率有所提高。在阻燃性能方面，增加六苯氧基环三磷腈的含量可以显著提高泡沫硅胶的阻燃性能，其中当阻燃剂含量为25%时，泡沫硅胶的阻燃等级已经达到UL