孟祥飞¹, 石 虎¹, 王继华¹, 王永亮¹，韩志东^1,2
(1. 哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040；
2. 哈尔滨理工大学 工程电介质及其应用教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040)

摘 要：本文以纳米石墨微片(Graphite Nanoplatelets，GNP)作为协效剂，与膨胀阻燃剂(聚磷酸铵和季戊四醇)复配，考察了GNP 在无卤阻燃聚苯乙烯中的协同作用与阻燃机理。采用粉末复合法制备聚苯乙烯阻燃复合材料，固定膨胀阻燃剂用量为25wt.%，探究了不同GNP用量(0wt.%、0.5wt.%、1.0wt.%、2.0wt.%)对复合材料阻燃性能的影响，以及GNP 对阻燃复合材料的协同效果。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧表征了复合材料的阻燃性能，采用扫描电镜研究了GNP 对炭层形貌的影响，锥形量热仪研究了GNP 对复合材料热释放速率的影响。PS/IFR 阻燃复合材料中阻燃剂用量超过25wt.%时，复合材料的阻燃性能显著提高，阻燃剂用量达到30wt.%时，极限氧指数达到37.3，垂直燃烧达到V-0 级。GNP 的引入可显著降低膨胀阻燃剂的用量。GNP/IFR/PS 阻燃复合材料中膨胀阻燃剂用量为24.5wt.%、GNP 添加量为0.5wt.%时，极限氧指数可达到36，垂直燃烧达到V-0 级。探究了阻燃剂中引入GNP 对于复合材料的协效阻燃机理，结果显示GNP 引入后可促使燃烧后炭层致密，且热释放速率降低，从而表现出较好的协同阻燃效果。
关键词：阻燃；纳米石墨微片；聚苯乙烯；膨胀阻燃剂