改性木绣球提取物在膨胀阻燃环氧树脂中的应用研究

李善良，董延茂，周 兴，李继航,张 刚，余 跃

（1.苏州科技大学 化学与生命科学学院,江苏 苏州215009；2.江苏科幸新材料有限公司,江苏 张家港215699）

膨胀阻燃机理主要包括凝聚相阻燃机理和气相阻燃机理，并以凝聚相阻燃机理为主。凝聚相炭层对聚合物阻燃效率的影响主要由成炭量、成炭速率和成炭质量三个因素共同决定。成炭材料在凝聚相中起作用的方式是通过用不可热降解的炭包裹裂解产物来阻止聚合物热分解产生的挥发性物质的燃烧和通过保护性炭层的形成对聚合物基体起到隔热隔氧的作用。增加阻燃体系成炭量的方法主要有两种：（1）催化成炭，即通过协效剂促使非成炭性的聚合物在燃烧过程中自身成炭[1-2]。（2）加入成炭率高的聚合物等材料，如聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺、聚糠醇、聚酰胺、聚苯并咪唑、热塑性酚醛树脂、热塑性聚氨酯（TPU）等。近年来，阻燃剂的绿色化备受关注，山茶壳提取物茶皂素（茶皂甙，TS）[3]、海草提取物藻朊酸盐[4]、壳聚糖[5]、丁香油酚、糠胺[6]、腰果酚[7]等都被引入IFR阻燃体系。这些阻燃协效剂具有环境友好、促进成炭等功能。如果对这些化合物进行阻燃改性可进一步改善其阻燃成炭性能。

本文作者前期对木绣球、樟树、海棠、桂花、垂柳等提取物进行了研究，认为植物燃烧成炭率排序为：木绣球（31.24%）＞樟树（29.38%）＞海棠（23.92%）＞桂花（22.14%）＞垂柳（20.58%）。其中，木绣球（绣球荚蒾，Viburnum macrocephalum）含有马钱苷元等主要成分，这些化合物大多含有芳杂环结构，具有良好的阻燃成炭性能。本文以木绣球提取物为原料，用三聚氰胺、磷酸等对木绣球提取物进行改性，制备木绣球基磷氮协效膨胀型阻燃剂，并将其用于阻燃环氧树脂。……