Page 183 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 郑四龙，等: 阻燃型 PETMF/WPU 复合材料的制备与性能 ·2113·

24248—2009 [19] 测试 PETMF/WPU 复合材料的撕裂 V-0 级，相比于 PET/COPET 基布阻燃效果明显。
强度，分别测试样品的经纬向，试样大小为 80 mm ×
表 1 不同含磷自阻燃 WPU 固含量的 PETMF/WPU 复合
30 mm，开剪长度为 70 mm，拉伸速度为 100 mm/
材料的垂直燃烧测试结果
min。每个样品平行测定 3 次取平均值。 Table 1 Vertical combustion test results of PETMF/WPU
热失重分析（TGA）：使用热重分析仪在 N 2 气 composites with different solid content of phosphorus-
containing self-flame retardant WPU
氛下测试 PETMF/WPU 复合材料质量随温度的变化
情况，以 20 ℃/min 的升温速率从 25 ℃升温至 固含量/% 续燃时间/s 阴燃时间/s 损毁长度/cm 燃烧等级
空白 45.7 0 13.5 V-2
600 ℃。
20 18.5 0 4.3 V-2
2 结果与讨论 25 12.6 0 3.2 V-1
30 9.9 0 1.9 V-0
2.1 含磷自阻燃 WPU 固含量对 PETMF/WPU 复 35 7.4 0 1.2 V-0
合材料阻燃性能的影响 40 5.9 0 0.7 V-0
图 2 为不同固含量含磷自阻燃 WPU 浆料制备
图 3 为不同磷自阻燃的水性聚氨酯固含量
的 PETMF/WPU 复合材料的 LOI 测试结果。结果表
PETMF/WPU 复合材料的单位面积热释放速率图。
明，当固含量为 20%时，PETMF/WPU 复合材料的
由图 3 可知，随着固含量的增加，PETMF/WPU 复
LOI 为 25.6%，相比于 PET/COPET 海岛纤维无纺布
合材料的单位面积热释放速率逐渐降低。单位面积
（LOI 为 19.8%）有很大的提高。随着固含量的增
热释放速率在一定程度上反映了 PETMF/WPU 复合
加，PETMF/WPU 复合材料的 LOI 呈现上升趋势，
材料在燃烧时释放热量的快慢，达到相同的热释放
当固含量为 35%时，PETMF/WPU 复合材料的 LOI
速率所需时间越长，则说明材料的阻燃性能越好。
达到 31.73%。LOI 超过 26%后，表明该复合材料属
固含量为 35%时所需的时间最长，且最大热释放速
于难燃材料。随着固含量的继续增大，LOI 变化并
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率为 248.719 kW/m ，相比于不含磷的 PETMF/WPU
不明显。综合考虑复合材料的阻燃效果与经济成本，
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复合材料的最大热释放速率 428.286 kW/m ，降低了
优选含磷自阻燃 WPU 固含量为 35%。
41.93%，阻燃效果最佳，为高端应用领域提供了有
效的安全保障。

图 2 不同含磷自阻燃 WPU 固含量制备的 PETMF/WPU
复合材料的 LOI
Fig. 2 LOI of PETMF/WPU composites prepared with 图 3 不同含磷自阻燃 WPU 固含量 PETMF/WPU 复合材
different solid content of phosphorus-containing 料的单位面积热释放速率
self-flame retardant WPU Fig. 3 Heat release rate per unit area of PETMF/WPU
composites with different solid content of phosphorus-
表 1 为不同固含量含磷自阻燃 WPU 浆料制备 containing self-flame retardant WPU

的 PETMF/WPU 复合材料的垂直燃烧测试结果。由 图 4 为不同含磷自阻燃 WPU 固含量 PETMF/
测试结果可知，随着固含量的增加，PETMF/WPU WPU 复合材料的热释放总量，热释放总量反映了材
复合材料的续燃时间逐渐减少，损毁长度逐渐变短。 料在燃烧时释放热量的多少。由图 4 可知，固含量
当固含量为 20%时，损毁长度为 4.3 cm，续燃时间 为 35%时的延迟点燃时间最长，且热释放总量为
为 18.5 s，燃烧过程中无阴燃但有熔滴产生。当固 12.405 MJ/m ，相比于不含磷的 PETMF/WPU 复合
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含量增加至 35%时，续燃时间为 7.4 s，损毁长度为 材料的热释放总量 18.527 MJ/m ，得到了大幅度的
1.2 cm，燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生，可达到 下降，与图 3 得出的结果相符，阻燃效果最佳。