Study on properties of modified ammonium polyphosphate coated with polysiloxane and its flame retardancy on polyethylene

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.012

Abstract

Abstract:

The microencapsulation modification of ammonium polyphosphate （APP） was performed to prepare the modified APP/DMDES， APP/MTES， and APP/PTMS for enhancing their flame retardancy， thermal stability and hydrophobicity through a sol⁃gel process using tetraethylorthosilicate （TEOS） as a main precursor and dimethylldiethoxysilane （DMDES）， methyltriethoxysilane （MTES）， and phenyltrimethoxysilane （PTMS） as co⁃precursors. The structures and performance of the resulting APP coated with polysiloxane was investigated by using Fourier⁃transformation infrared spectroscopy， water contact angle， scanning electron microscope， energy dispersive spectrometer， and thermogravimetric analysis. The effects of modified APP on the flame retardancy， mechanical and thermal properties of low⁃density polyethylene （PE⁃LD） were also studied. The results showed that polysiloxane⁃coated modified APP could be prepared under suitable processing conditions， and its hydrophobicity and thermal stability of the modified ammonium polyphosphate were significantly improved compared to pristine APP. As a PE⁃LD/APP/PTMS/pentaeritritol/melamin mass ratio of 65/18.7/11.7/4.6， the PE⁃LD composite exhibited the best overall performance with a limiting oxygen index of 26.6 vol%， which is 23.3 % higher than that of pristine APP. The composite also reached a UL 94 V⁃0 level in the vertical burning test and obtain the highest tensile strength of 12.84 MPa.

Key words: ammonium polyphosphate, polysiloxane, microencapsulation, low?density polyethylene, flame retardancy

CLC Number:

TQ325.1⁺2

ZHAO Xiaobo, WANG Guotai, LIANG Shujun. Study on properties of modified ammonium polyphosphate coated with polysiloxane and its flame retardancy on polyethylene[J]. China Plastics, 2024, 38(1): 86-91.

Figures/Tables 12

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样品	C含量	N含量	P含量	O含量	Si含量
APP	2.58	11.34	19.04	67.04	-
APP/DMDES	3.90	11.05	17.51	66.14	1.42
APP/MTES	3.30	11.25	17.53	66.35	1.57
APP/PTMS	5.96	10.88	17.49	64.41	1.25

样品	C含量	N含量	P含量	O含量	Si含量
APP	2.58	11.34	19.04	67.04	-
APP/DMDES	3.90	11.05	17.51	66.14	1.42
APP/MTES	3.30	11.25	17.53	66.35	1.57
APP/PTMS	5.96	10.88	17.49	64.41	1.25

样品	起始分解温度/℃	失重5 %时的温度/℃	800℃残炭率/ %
APP	320	334	15.56
APP/DMDES	290	310	18.88
APP/MTES	280	320	18.71
APP/PTMS	300	324	24.84

样品	起始分解温度/℃	失重5 %时的温度/℃	800℃残炭率/ %
APP	320	334	15.56
APP/DMDES	290	310	18.88
APP/MTES	280	320	18.71
APP/PTMS	300	324	24.84

样品	极限氧指数/%	UL 94级别
PE⁃LD	17.5	无
PE⁃LD/APP/PER/MEL	23.3	无
PE⁃LD/APP/DMDES/PER/MEL	25.3	无
PE⁃LD/APP/MTES/PER/MEL	25.5	V⁃0
PE⁃LD/APP/PTMS/PER/MEL	26.6	V⁃0