羟基锡酸锌与DOPO-MA协效阻燃尼龙6研究

摘要

针对添加型阻燃剂用量高、易损害材料综合性能的问题，为进一步提升磷-锡协同阻燃效率，利用马来酸酐（MA）与9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)接枝，成功制备有机磷阻燃剂DOPO-MA，并与羟基锡酸锌（ZHS）复配应用于提升尼龙6(PA6)阻燃性能，探讨阻燃剂的添加量对PA6阻燃性能的影响，深入研究阻燃机制。DOPO-MA与ZHS添加量均为5%时，得到的PA6复合材料垂直燃烧UL-94可达到V0级，极限氧指数提升至32.6%，并显著抑制滴落；锥量测试结果显示，与纯PA6相比，热释放速率峰值和总热释放量分别降低20.1%、36.2%，且热释放峰值明显提前，表明复合材料成炭时间有所提前；烟密度测试显示，烟密度降低56.87%，抑烟效果显著。分析凝聚相阻燃机制，炭层形成的关键是磷酸锡和磷酸锌。从数码照片可以明显看出，单独添加DOPO-MA或ZHS并不形成炭层，而复配后形成了连续且较为致密的炭层。空气氛围下，热重红外（TG-IR）联用分析气相产物，检测到P—O键捕获自由基而中断部分燃烧反应，从而构建凝聚相-气相协同阻燃机制。

关键词

尼龙6 / 羟基锡酸锌 / DOPO-MA / 阻燃 / 极限氧指数

基金资助

云南省重点研发计划平台项目-云南省环境友好高分子国际联合实验室（202403AP140036）