一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用制造技术

本发明专利技术属于阻燃材料领域，公开一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。本发明专利技术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。添加量。添加量。

【技术实现步骤摘要】
一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用


[0001]本专利技术属于阻燃材料领域，具体涉及一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的旨在提供一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种钴酸镍作为阻燃协效剂的应用。
[0005]较好地，钴酸镍作为膨胀性阻燃剂的阻燃协效剂。
[0006]较好地，钴酸镍的用量为膨胀性阻燃剂的1~15 wt%。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]有益效果：本专利技术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
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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
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94垂直燃烧等级达到V
‑
0级。
附图说明
[0012]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
[0013]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本专利技术的保护范围并不局限于此。
[0014]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 ℃。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]阻燃性能测试方法：（1）极限氧指数LOI测试：参照 GB/T 2406
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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。
[0021]（2）垂直燃烧等级（UL
‑
94）测试：参照 GB/T 2408
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2008，实验方法B
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垂直燃烧法，样品尺寸为125 mm
×ꢀ
13mm
ꢀ×ꢀ
3 mm。
[0022]（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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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
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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。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志伟，赵文静，李小红，张治军，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：