基于三聚氰胺結構磷氮復合光固化膨脹阻燃涂層制備及其膨脹行為研究.pdf

1、學校代碼：學校代碼：10406分類號：分類號：TQ637.8學號：學號：120080501010南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（學位研究生）基于三聚氰胺結構磷氮復合光固化膨脹阻燃基于三聚氰胺結構磷氮復合光固化膨脹阻燃涂層制備及其膨脹行為研究涂層制備及其膨脹行為研究碩士研究生：卜江導師：梁紅波教授申請學位級別：碩士學科專業(yè)：材料物理與化學所在單位：材料科學與工程學院申請學位日期：2015年4月南昌航空大學碩士學位論文摘要I摘要本論文

2、合成了兩種可光固化的阻燃活性單體：13二丙烯酸2甲基磷酸酯（PMHPA）和含氮阻燃劑135三甲基丙烯酸基哌嗪基三嗪化合物（TPTGMA）。將PMHPA、TPTGMA、季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）復配制備光固化阻燃涂層，對涂層的熱穩(wěn)定性、熱降解機理、氧指數(shù)、耐火極限等進行了研究；采用自制設備對阻燃涂層膨脹過程進行了監(jiān)測，并結合熱降解機理研究探討了所制備膨脹阻燃涂層的膨脹機理。為了提高膨脹阻燃涂層生成碳層的高溫熱穩(wěn)定性，進一步在涂層中復合

3、了可光固化二氧化硅溶膠，對其阻燃性能和碳層的高溫熱穩(wěn)定性進行了研究。具體研究內容如下：以三聚氯氰、1BOC哌嗪、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）、三氯氧磷、甲醇和丙烯酸羥丙酯（HPA）等為原料，合成了含氮阻燃劑TPTGMA和含磷阻燃劑PMHPA，采用熱重分析和實時紅外等方法，對TPTGMA和PMHPA固化膜的熱降解過程及降解機理進行研究。TPTGMA在升溫過程中，首先是酯基的降解，發(fā)生在200～290℃之間，其次是三嗪環(huán)的降解，降解溫度區(qū)

4、間約為290～390℃；PMHPA首先降解成磷酸結構，隨著溫度的升高，磷酸結構進一步縮聚形成聚磷酸(APP)并催化酯基的降解，生成可隔熱隔氧的炭層，從而發(fā)揮阻燃作用。將TPTGMA、PMHPA和PETA按不同比配復合制備了磷氮光固化膨脹阻燃涂層；討論了該涂層的熱降解機理，發(fā)現(xiàn)磷酸酯降解生成的磷酸或聚磷酸在較低溫度下可催化涂層降解，并生成不飽和炭層，且其600℃殘?zhí)苛孔罡哌_34.9%，比碳氮和碳磷配方分別高了19%和5%，主要是由于在較高

5、溫度下生成了高溫穩(wěn)定性較好的磷氮化合物；討論了不同光固化阻燃涂層配方的膨脹性能，發(fā)現(xiàn)含氮量較高的配方降雖然解過程中生成的不燃氣體較多，但由于含量較少的磷酸酯催化成炭效果較差，導致不燃氣體不能使炭層有效膨脹，而成炭效果較好的配方因氣體量不夠也無法發(fā)揮其膨脹作用，其中C4P2N4具有126倍的最大單向膨脹度；討論了光固化阻燃涂層的耐火極限性能，發(fā)現(xiàn)不同配方的升溫曲線趨勢一致，其中C4P2N4具有最好的耐火極限性能，55min時的溫度為358