Page 200 - 《精细化工》2020年 第10期

·2130· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

线。从图 7c、d 可以看出，EP0 在燃烧过程中，由 层表面只包含 C 和 O 两种元素，并且有大量的空洞
于炭层形成不稳定，导致其在 45~70 s 和 95~145 s 内 产生，更加有利于氧气和热量传递到基体材料。当
出现 多个 烟释 放峰 ，并且 最终 的 TSP 值达到 EP 中加入阻燃剂之后，发现无论是 EP1（图 8b）还
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7.8 m /kg。EP1 在 40~70 s 内出现烟释放峰，说明 是 EP2（图 8c）都产生了连续的、完整的、膨胀的
EP1 燃烧产生烟气时间缩短，并且 TSP 值减少到了 炭层，可以阻止氧气和热量进一步传递到基体。EP1
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5.7 m /kg。这是因为 APP 受热分解催化 EP 反应生 （图 8b）残炭表面光滑，含有 C、O 和 P 3 种元素，
成炭层，减少烟气的释放。相比于 EP0，EP2 全程 并有波纹出现。这是因为 APP 受热分解产生多聚磷
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的 SPR 都低于 0.05 m /s，并且 TSP 值下降了 46%， 酸和 NH 3 ，一方面催化 EP 形成炭层，另一方面使
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为 4.2 m /kg。这是因为 KC-FR 中 APP 受热与 KC 炭层不断膨胀，所以在炭层中包含 C、O 和 P 3 种
反应迅速生成炭层，抑制了基体的进一步反应与烟 元素。相比于 EP1，EP2（图 8c）的炭层更加致密，
气的释放。另外，APP 与 MnO 2 两者之间有协同作 并且其表面多了 Mn 和 Ba 等阻燃元素。这是因为
用，也可以有效地抑制烟气的产生 [18] 。结果表明， APP 受热与 KC 发生酯化反应快速生成炭层引入了
KC-FR 不仅可以降低 EP 的可燃性，而且可以降低 P 和 O 等元素，降解 KC 中的 Ba 元素也同样被引
燃烧产生的烟气，为人们逃生争取更多的时间。 入炭层 [23] ，说明降解 KC 参与了 EP 炭层的形成，
2.2.3 复合涂层残炭分析 并且 MnO 2 的催化作用可以使炭层结构更加致密，
为了进一步研究阻燃涂层的阻燃机理，利用 使得 Mn 元素残留在炭层当中。结果表明，KC-FR
SEM 和 EDS 对 LOI 测试后的 EP0、EP1 和 EP2 残 在凝聚相中发生热分解，并且残留在复合涂层的残
炭结构和形貌进行了分析，结果见图 8。如图 8 所 炭中，而 MnO 2 又可以吸附小分子并催化其生成稳
示，EP0（图 8a）在燃烧后表现出液滴状结构，炭 定的炭层，从而达到抑烟效果 [17] 。

图 8 涂层 EP0 (a)、EP1 (b)和 EP2 (c)的 SEM 和 EDS 谱图
Fig. 8 SEM images and EDS spectra of EP0 (a), EP1 (b) and EP2 (c) coatings

3 结论 级达到 V-0 级；相比于 EP0，EP2 的 pHRR 和 THR
分别下降了 42%和 37%，并且 TSP 值也下降了 46%。
（1）采用 XRD、SEM 和 EDS 对 KC-FR 进行表 引入 MnO 2 可以有效地提升 EP 的 LOI 值和成
征，证明 KC 成功对 APP 和 MnO 2 进行包覆并且具 炭性，同时抑制基体烟气量的产生。因此，本实验
有微胶囊形状。 组将进一步通过分子结构的设计，将 Mn 等阻燃抑
（2）通过 TGA 测试分析，添加 KC-FR 的阻燃 烟元素络合在 KC 上，制备一系列生物质阻燃剂，
涂层残炭率都得到了提升，当 KC/APP/MnO 2 质量比
以期达到更好的阻燃抑烟效果。
为 2∶1∶1 时，EP2 的 W 800 达到了 28.19%。
（3）加入 KC-FR 可以有效地增强 EP 的阻燃抑 参考文献：
烟性能，EP2 的 LOI 值达到 29.1%，UL-94 燃烧等 [1] RAIMONDO M, GUADAGNOL, SPERANZA V, et al. Multifunctional