茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用
钱伟1，3，李湘洲1，2，吴志平1，房丛丛4，殷凯1，贾可敬1
- 1中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2南方林业生态应用技术国家工程实验室， 湖南 长沙 410004；3广东环境保护工程职业学院，广东 佛山 528216；4中南林业科技大学商学院，湖南 长沙 410004
Preparation of tea saponin based intumescent flame retardant and its application in coatings
QIAN Wei1，3，LI Xiangzhou1，2，WU Zhiping1，FANG Congcong4，YIN Kai1，JIA Kejing1
- 1School of Materials Science & Engineering，Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，Hunan，China；2State Key Laboratory of Ecological Applied Technology in Forest Area of South China，Changsha 410004，Hunan，China；3Guangdong Vocational College of Environmental Protection Engineering，Foshan 528216，Guangdong，China；4Business School，Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，Hunan，China
摘要： 采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料，与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应，制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征，采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明，茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应，生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂，且该阻燃剂具有良好的热稳定性，降解热释放较小，高温残留率高，最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中，并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明，茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能，阻燃涂料的氧指数值高达34.2%，耐火时间为11.1 min，且锥形量热实验中，该阻燃涂料试样的平均热释放速率（m-HRR）为36.18 kW/m2，总热释放量（THR）为5.25 kJ/m2，平均有效燃烧热（m-EHC）为5.11 kJ/kg，与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比，阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素，集三源一体，具有阻燃性能优越，相容性能良好，高效环保等优点。