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·834· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

从图中看出，当温度低于 500 ℃时，曲线 b 热 著提高，无起皱、鼓泡现象；且当 EP 用量为阻燃
失重速率较大；而当温度高于 500 ℃时，曲线 a 热 剂质量的 15%时，疏水效果达到最佳；另外，相比
失重速率高于曲线 b，且曲线 b 最终残余量高于曲 于单独改性工艺，阻燃剂采用混合改性方式使阻燃
线 a，约高出 5%。说明添加改性后阻燃剂的涂层热 剂具有疏水效果的同时，提高了工作效率，简化生
稳定性略微下降，但其最终碳残余物增加。为进一 产工艺，从而节约生产成本。
步了解 EP 对阻燃剂的影响，对未改性和混合改性 （3）由于 EP 的热稳定性较差，阻燃涂层的热
阻燃剂分别进行热重分析，结果如图 9 曲线 c 和 d 稳定性受到一定的影响；但 APP 与 EP 发生交联生
所示。从图中看出，在 540 ℃前，曲线 d 的质量损 成不饱和富碳结构，加固了残炭的碳骨架稳定性以
失大于曲线 c，原因是环氧树脂的热稳定性不如阻 及增加涂层残余物的质量。此外，提升改性阻燃剂
燃剂，在较低温度就开始熔融失重。而在 540 ℃后， 和水性阻燃涂层的热稳定性是今后研究的重点。
曲线 d 质量损失减缓，且最终残余量为 24%，比曲
线 c 残余量高 10%，说明包覆材料 EP 对阻燃剂碳 参考文献：
残余量的增加有影响。 [1] Deng C L, Deng C, Zhao J, et al. Simultaneous improvement in the
2.2.3 涂层残炭微观形貌分析 flame retardancy and water resistance of PP/APP through coating
UV-curable pentaerythritol triacrylate onto APP[J]. Polymer Science,
取涂层热重实验残余物进行微观形貌分析，结 2015, 33(2): 203-214.
果如图 10 所示。从图 10 中可看出，残炭均呈蜂窝 [2] Liang S Y, Neisius N M, Gaan S. Recent developments in flame
状结构，出现蜂窝状结构主要是由于涂层中阻燃体 retardant polymeric coatings[J]. Progress in Organic Coatings, 2013,
76(11): 1642-1665.
系受热，APP 分解产生磷酸与偏磷酸，PER 在磷酸 [3] Gu J W, Zhang G C, Dong S L, et al. Study on preparation and
与偏磷酸的作用下脱水成炭，炭化物在 MEL 分解 fire-retardant mechanism analysis of intumescent flame-retardant
的 NH 3 和 H 2 O 等气体作用下形成蓬松有孔封闭的结 coatings[J]. Surface & Coatings Technology, 2007, 201(18): 7835-7841.
[4] Wang C, Wu Y C, Li Y C, et al. Flame-retardant rigid polyurethane
构 [29-30] 。但同时可看出，添加未改性阻燃剂残炭的 foam with a phosphorus-nitrogen single intumescent flame
碳骨架较疏松，剥落较严重，而添加混合改性阻燃 retardant[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2018, 29(1): 1-9.
剂涂层没有出现剥落情况，碳骨架比较稳定。经分 [5] Li X S, Zhao Z L, Wang Y H, et al. Highly efficient flame retardant,
flexible, and strong adhesive intumescent coating on polypropylene
析，阻燃体系中的 APP 分解产生的磷酸和偏磷酸除 using hyperbranched polyamide[J]. Chemical Engineering Journal,
了促使 PER 脱水成炭，还促使 EP 发生分子内脱水 2017, 324:237-250.
生成醚键，而醚键与磷酸、偏磷酸进一步加热会交 [6] Yan L, Xu Z S, Wang X H. Influence of nano-silica on the flame
联生成不饱和富炭结构 [31] ，从而加固了残炭的碳骨 retardancy and smoke suppression properties of transparent
intumescent fire-retardant coatings[J]. Progress in Organic Coatings,
架稳定性及增加涂层残余物的质量。 2017, 112: 319-329.
[7] Fan F Q, Xia Z G, Li Q Y, et al. Effects of inorganic fillers on the
shear viscosity and fire retardant performance of waterborne
intumescent coatings[J]. Progress in Organic Coatings, 2013, 76(5):
844-851.
[8] Chen Jianfeng (陈建峰), Chen Feng (陈峰), Xie Jimin (谢吉民), et
al. Study on microcapsulated ammonium polyphosphate flame retardant
epoxy resin[J]. Coatings Industry (涂料工业), 2010, 40(11): 15-18.
[9] He Jiajie (何佳杰). Study on preparation and barrier property of

a—添加未改性阻燃剂；b—添加混合改性阻燃剂 waterborne coating for polypropylene[D]. Zhuzhou: Hunan
图 10 涂层残余物 SEM University of Technology (湖南工业大学), 2012.
Fig. 10 SEM images of coating residue [10] Chen Anyong (陈安勇). Preparation and study of properties of
waterborne PU coatings and application in the ABS plastics[D].
3 结论 Guangzhou: South China University of Technology (华南理工大学),
2011.
[11] Tian D B, He Y J, Wang T T, et al. Study on the hydrophobic
（1）FTIR、SEM 测试结果表明，采用单一组分 modification of ammonium polyphosphate and its application in
改性和混合组分改性两种工艺制备的 EP-APP、 flame retardant polypropylene[J]. Materials Science Forum, 2016,
852: 726-732.
EP-MEL、EP-PER 以及 EP-Mix 阻燃剂的表面均存
[12] Sun L S, Qu Y T, Li S X. Co-microencapsulate of ammonium
在 EP 树脂；APP 与 EP 相容性较好，EP 能较好地 polyphosphate and pentaerythritol and kinetics of its thermal
附着在 APP 表面，而 MEL、PER 表面附着的 EP 树 degradation[J]. Polymer Degradation & Stability, 2012, 97(3):
404-409.
脂相对较少。 [13] Sun C Y, Zhang Q B, Li B. The water resistance of surface-modified
（2）相比于未改性阻燃剂，随着 EP 用量的增 APP with melamine-TDI in LLDPE[J]. Journal of Polymer Research,
加，改性后阻燃剂的溶解度呈下降趋势，同时接触 2007, 14(6): 505-509.
角明显增大，使得添加改性阻燃剂涂层的耐水性显 （下转第 849 页）