CN113549269A - 一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于阻燃材料领域,公开一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。本发明将钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的阻燃协效剂应用在聚合物中,少量添加钴酸镍能明显提升膨胀性阻燃剂在聚合物中的阻燃性能,降低膨胀性阻燃剂在聚合物中的添加量。
Description
技术领域
本发明属于阻燃材料领域,具体涉及一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
背景技术
聚合物具有质轻、比强度高、化学稳定性好等优点,已成为人们日常生活中不可或缺的材料。然而,绝大部分聚合物都属于易燃材料,遇火易发生熔融、流淌,且火焰蔓延很快,严重危害人们的生命和财产安全。为提高聚合物的阻燃性能,在聚合物中加入阻燃剂是一种简单、有效的方法。膨胀型阻燃剂(IFR)具有相对环保、低毒等特点在聚合物中广泛使用,但是其添加量较大,严重影响材料的其他性能。加入一些阻燃协效剂可以提高IFR的阻燃效率,适当降低IFR的用量。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足之处,本发明的目的旨在提供一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
较好地,钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的阻燃协效剂。
较好地,钴酸镍的用量为膨胀性阻燃剂的1~15 wt%。
较好地,钴酸镍和膨胀性阻燃剂加入到聚合物中制备阻燃聚合物。
较好地,所述膨胀性阻燃剂由酸源、气源和碳源按质量比3∶(0~2)∶(0~2)组成;所述酸源为聚磷酸铵,所述气源为聚磷酸铵、尿素、三聚氰胺、聚酰胺的一种或混合物,所述碳源为季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、乙二醇、酚醛树脂的一种或混合物;其中,聚磷酸铵同时含有磷和氮,所以既可以作为酸源,也可以作为气源;在非含氧聚合物中必须加入碳源,在含氧聚合物中可以少加或者不加碳源,如环氧树脂,不需要加或者少加碳源。
较好地,所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、不饱和聚酯、聚氨酯、尼龙或环氧树脂。
钴酸镍(NiCo2O4)属于双金属氧化物,是一种重要的功能材料。由于其特殊的结构和物理化学性质,钴酸镍在电化学、催化、吸附等方面有十分重要的应用。但是,尚未发现钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的协效剂在聚合物中的应用。
有益效果:本发明将钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的阻燃协效剂应用在聚合物中,少量添加钴酸镍能明显提升膨胀性阻燃剂在聚合物中的阻燃性能,降低膨胀性阻燃剂在聚合物中的添加量;在钴酸镍添加量为1.5wt%、膨胀性阻燃剂添加量为18.5wt%条件下,聚丙烯的极限氧指数可以达到34.5,UL-94垂直燃烧等级达到V-0级;在钴酸镍添加量为0.25wt%、膨胀性阻燃剂添加量为9.75wt%条件下,环氧树脂的极限氧指数可以达到30.6,UL-94垂直燃烧等级达到V-0级。
附图说明
图1:实施例1所得产物与对比样品的锥形量热测试获得的热释放率曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
称取聚丙烯(PP)80 g、钴酸镍1.5g、膨胀性阻燃剂18.5 g(聚磷酸铵(APP)13.9 g,季戊四醇(PER)4.6 g)进行混合,然后采用双螺杆挤出机加工制样,得到阻燃PP,样品记作PP2;在加工工程中,双螺杆挤出机的料筒温度控制在160~170℃,转速为50 r/min,注射区的温度为190 ℃,模板区的温度为70 ℃。
为了对比研究,按上述同样加工方法制备样品,其中不加钴酸镍和膨胀性阻燃剂的样品,记作PP0;不加钴酸镍的样品,记作PP1。
实施例2
与实施例1的区别在于原料用量调整为:聚丙烯(PP)80 g、钴酸镍2.0 g、膨胀性阻燃剂18.0 g(聚磷酸铵(APP)13.5 g,双季戊四醇(DPER)4.5g);其它制备过程同实施例1。所得样品记作PP3。
实施例3
称取环氧树脂(EP)80 g、钴酸镍0.25 g、膨胀性阻燃剂(聚磷酸铵(APP))9.75 g进行混合,随后,加入10 g固化剂间苯二胺继续混合90 s,将所得的粘稠混合液倒入聚四氟乙烯模具并在80 ℃下固化1 h,然后在150 ℃条件下再保持2 h,得到阻燃EP复合材料,样品记作EP2。
为了对比研究,按上述同样加工方法制备样品,其中不加钴酸镍和膨胀性阻燃剂的样品,记作EP0;不加钴酸镍的样品,记作EP1。
实施例4
与实施例3的区别在于原料和用量调整为:环氧树脂(EP)80 g、钴酸镍0.5 g、膨胀性阻燃剂9.5 g(聚磷酸铵(APP)9.0 g、乙二醇0.5 g);其它制备过程同实施例1。所得样品记作EP3。
阻燃性能
测试方法:
(1)极限氧指数LOI测试:参照 GB/T 2406-1993,将所得样板制样(自撑材料,型式IV,样品尺寸100 mm× 6.5mm × 3 mm)用于测试极限氧指数LOI。
(2)垂直燃烧等级(UL-94)测试:参照 GB/T 2408-2008,实验方法B-垂直燃烧法,样品尺寸为125 mm× 13mm × 3 mm。
(3)锥形量热测试:依据标准ISO 5660 测试锥形量热,样品尺寸为125 mm× 13mm× 3 mm,热辐射为35kW/m2。
测试结果:PP0、PP1、PP2、PP3的锥形量热测试获得的热释放率曲线图见图1,PP0、PP1、PP2、PP3的极限氧指数、垂直燃烧和锥形量热测试数据见表1,EP0、EP1、EP2、EP3的极限氧指数和垂直燃烧见表2。
从表1数据和图1中的曲线可以看出:相对于对比样品(PP0和PP1),实施例1所得的产物(PP2)、实施例2所得的产物(PP2)的氧指数LOI得到大幅提高,UL94达到V0等级,热释放速率峰值(PHRR)值得到降低,表明实施例1-2所得的产物相对于对比样品,显示出最好的阻燃性能。说明:钴酸镍的加入提升了聚丙烯复合材料的阻燃性能,显示出了良好的阻燃性能。
从表2数据可以看出:相对于对比样品(纯EP0和EP1),实施例3所得的产物(EP2)、实施例4所得的产物(EP3)的氧指数LOI得到提高,UL94达到V0等级,表明实施例3-4所得的产物相对于对比样品,显示出最好的阻燃性能。说明:钴酸镍的加入提升了环氧树脂复合材料的阻燃性能,显示出了良好的阻燃性能。
Claims (6)
1.一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
2.如权利要求1所述的钴酸镍作为阻燃协效剂的应用,其特征在于:钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的阻燃协效剂。
3.如权利要求2所述的钴酸镍作为阻燃协效剂的应用,其特征在于:钴酸镍的用量为膨胀性阻燃剂的1~15 wt%。
4.如权利要求3所述的钴酸镍作为阻燃协效剂的应用,其特征在于:钴酸镍和膨胀性阻燃剂加入到聚合物中制备阻燃聚合物。
5.如权利要求2~4之任一所述的钴酸镍作为阻燃协效剂的应用,其特征在于:所述膨胀性阻燃剂由酸源、气源和碳源按质量比3∶(0~2)∶(0~2)组成;所述酸源为聚磷酸铵,所述气源为聚磷酸铵、尿素、三聚氰胺、聚酰胺的一种或混合物,所述碳源为季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、乙二醇、酚醛树脂的一种或混合物。
6.如权利要求4所述的钴酸镍作为阻燃协效剂的应用,其特征在于:所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、尼龙或环氧树脂。
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CN202110864119.3A CN113549269A (zh) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用 |
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Cited By (1)
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CN116253947A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-06-13 | 江苏馨德高分子材料股份有限公司 | 一种无卤低烟的阻燃聚烯烃护套料及其制备工艺 |
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