阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法
合集下载
全水发泡非卤阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备与性能
ＰＵＲ 。
１４ 性 能测试 ．
密度 测 定是 将 上 述 Ｐ Ｒ去 皮 ， 出质 量 ， 据 Ｕ 称 根
聚氨 酯 硬 质 泡 沫 （ Ｕ 塑料 是 一 种 性 能 优 越 Ｐ Ｒ） 的高 分子 合成 材料 ， 既可作 为绝 热保 温 材料 ， 可 它 又 作为结 构 承重材 料 ， 泛应 用 于 建 筑 、 通 运 输 、 广 交 冰 箱 、 柜 、 油化 工 管 道 、 空 军 用 等 领 域 … 。但 是 冰 石 航 目前 在生 产 Ｐ Ｒ 时 ， 数 发 泡 剂 采 用 的是 氯 氟 烃 Ｕ 多 类， 由此导 致对 环境 臭 氧层 的破 坏 已引 起 世 界 各 国
３ ｍ × ｍ， ５ｃ ８ｃ 自制 。
求 ， 管添 加含 卤磷 酸酯 阻燃 剂 能 赋 予 其 满 意 的 阻 尽 燃 特性 ， 有些 阻燃 剂会 向材 料 表 面 迁 移 导致 阻燃 但 性能 持久 性差 ， 并且 阻燃 材 料 在 燃 烧 时 释 放 大 量 有 毒 、 有腐 蚀性 的 卤化 氢气体 造成 环境 污染 。因此 ， 具 臭 氧消耗 潜 值 （ Ｄ Ｏ Ｐ值 ）为零 的发 泡 技 术 和非 卤阻 燃技 术将 成为 阻燃 性 Ｐ Ｒ塑料 的研 究 方 向『３。 Ｕ ２ ］ ．
维普资讯
聚
・
氨
酯
工
业
２０ ０ ７年 第 ２ ２卷 第 １ 期
２ ７． ００ Ｖｏ１ ２ ．１ ． ２ Ｎｏ
２ ・ ４
Ｐ０ＬＹＵＲＥＴＨ ＡＮＥ ＮＤＵＳＴＲＹ Ｉ
全 水 发 泡 非 卤 阻燃 聚 氨 酯 硬 质 泡 沫 塑 料 的 制 备 与 性 能
Ｐ Ｒ一 定 的阻燃 性 ， 泡 沫压 缩强度 都 有所 下 降 ， 中以 改性 ＭＥ Ｕ 但 其 Ｌ制备 的全 水发 泡非 卤阻燃 Ｐ Ｒ Ｕ 的压 缩 强度 下降 最 少。在 改性 ＭＥ Ｌ与 Ａ Ｐ以质 量 比 为 １５复 配且 质 量 分数 为 １ ． ％ 时 ， 得 全 Ｐ ： ０７ 所
１４ 性 能测试 ．
密度 测 定是 将 上 述 Ｐ Ｒ去 皮 ， 出质 量 ， 据 Ｕ 称 根
聚氨 酯 硬 质 泡 沫 （ Ｕ 塑料 是 一 种 性 能 优 越 Ｐ Ｒ） 的高 分子 合成 材料 ， 既可作 为绝 热保 温 材料 ， 可 它 又 作为结 构 承重材 料 ， 泛应 用 于 建 筑 、 通 运 输 、 广 交 冰 箱 、 柜 、 油化 工 管 道 、 空 军 用 等 领 域 … 。但 是 冰 石 航 目前 在生 产 Ｐ Ｒ 时 ， 数 发 泡 剂 采 用 的是 氯 氟 烃 Ｕ 多 类， 由此导 致对 环境 臭 氧层 的破 坏 已引 起 世 界 各 国
３ ｍ × ｍ， ５ｃ ８ｃ 自制 。
求 ， 管添 加含 卤磷 酸酯 阻燃 剂 能 赋 予 其 满 意 的 阻 尽 燃 特性 ， 有些 阻燃 剂会 向材 料 表 面 迁 移 导致 阻燃 但 性能 持久 性差 ， 并且 阻燃 材 料 在 燃 烧 时 释 放 大 量 有 毒 、 有腐 蚀性 的 卤化 氢气体 造成 环境 污染 。因此 ， 具 臭 氧消耗 潜 值 （ Ｄ Ｏ Ｐ值 ）为零 的发 泡 技 术 和非 卤阻 燃技 术将 成为 阻燃 性 Ｐ Ｒ塑料 的研 究 方 向『３。 Ｕ ２ ］ ．
维普资讯
聚
・
氨
酯
工
业
２０ ０ ７年 第 ２ ２卷 第 １ 期
２ ７． ００ Ｖｏ１ ２ ．１ ． ２ Ｎｏ
２ ・ ４
Ｐ０ＬＹＵＲＥＴＨ ＡＮＥ ＮＤＵＳＴＲＹ Ｉ
全 水 发 泡 非 卤 阻燃 聚 氨 酯 硬 质 泡 沫 塑 料 的 制 备 与 性 能
Ｐ Ｒ一 定 的阻燃 性 ， 泡 沫压 缩强度 都 有所 下 降 ， 中以 改性 ＭＥ Ｕ 但 其 Ｌ制备 的全 水发 泡非 卤阻燃 Ｐ Ｒ Ｕ 的压 缩 强度 下降 最 少。在 改性 ＭＥ Ｌ与 Ａ Ｐ以质 量 比 为 １５复 配且 质 量 分数 为 １ ． ％ 时 ， 得 全 Ｐ ： ０７ 所
实验1聚氨酯泡沫塑料的制备
实验1 聚氨酯泡沫塑料的制备聚氨酯是由异氰酸酯和羟基化合物通过逐步加聚反应得到的聚合物。
它具有各方面的优良性能，因此得到广泛的应用。
目前的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘结剂。
其中以聚氨酯泡沫塑料的产量最大，由于它具有消音、隔热、防震的特点，主要用于各种车辆的坐垫、消音防震材料以及各种包装用途。
一、二、实验目的熟悉多种不同密度软质和硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，了解聚氨酯泡沫塑料发泡的原理。
对比软硬泡沫使用原料的不同，合理设计配方，掌握分析影响泡沫材料性能的工艺因素。
基本原理聚氨酯泡沫的形成是一种比任何其它聚氨酯的形成都远为复杂的过程，除在聚合物系统中的化学和物理状态变化之外；泡沫的形成又增加了胶体系统的特点。
要了解聚氨酯泡沫的形成，还须涉及气体发生和分子增长的高分子化学、核晶过程和稳定泡沫的胶体化学以及聚合体系熟化时的流变学。
聚氨酯泡沫的制造分为三种：预聚体法、半预聚体法和一步法。
本实验主要采用一步法。
一步法发泡即是将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、水以及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂等一次加入，使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时进行，在物料混合均匀后，1~10秒即行发泡，0.5~3分钟发泡完毕并得到具有较高分子量一定交联密度的泡沫制品。
要制得泡沫孔径均匀和性能优异的泡沫，必须采用复合催化剂、外加发泡剂和控制合适的条件，使三种反应得到较好的协调。
在聚氨酯泡沫制备过程中主要发生如下反应。
1．预聚体的合成由二异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。
OCN R NCO + HO OH OCN R NH O O NH R NCOO O 2．气泡的形成与扩链异氰酸根与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成胺与二氧化碳，放出的二氧化碳气体在聚合物中形成气泡，并且生成的端氨基聚合物可与异氰酸根进一步发生扩链反应得到含脲基的聚合物。
NCO + H2C OH NH2+CO2NH2 +扩链NHO3．交联固化异氰酸根与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联，形成网状结构。
复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征
力 学性 能 、 密度 、 吸水 率 以及 热性 能 等进 行 了研 究 。研 究结 果表 明 ， 单组份 阻燃 剂 中 Ｄ Ｄ Ｐ Ｓ Ｎ 阻燃 效 果较 好 ，
复 配 阻 燃 体 系 中， Ｄ ＤＰ Ｓ Ｎ 与 ＭＡ 以 及 Ｄ Ｄ Ｐ Ｓ Ｎ 与
采 用一 步法 发泡 将 水 、 三 乙 烯 二胺 、 聚 醚 多元 醇 、 硅油 、 辛 酸亚 锡 以及 不 同含 量 阻燃 剂 依 次 加入 １ ０ ０ ｍＬ
Ｉ ＴＩ ３： ｍＩ源自Ｄ一 ｐ 一 × １ ０
ＡＰ Ｐ协 同效 果 最好 。拉 伸 测试 表 明 ， 单 组 份 阻燃 剂 中 ＡＰ Ｐ表现 较好 ， ＤＤ Ｐ Ｓ Ｎ／ ＡＰ Ｐ复 配对 聚 氨 酯 泡 沫 的 力 学性 能提 高较 大 。ＤＤ Ｐ Ｓ Ｎ／ ＡＰ Ｐ复配 阻燃体 系对 聚氨 酯泡 沫 塑料 的表 观 密 度 和孔 结 构影 响 不 大 ， 但 使 泡 沫
赵义平 等 ： 复 配 无 卤阻 燃 聚 氨 酯 泡 沫 塑料 的制 备 与 表 征
复 配 无 卤阻燃 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 的 制备 与表 征
赵 义平 ， 阎 家建 ， 陈 丁猛 ， 陈 莉 ， 董 知之 ， 付 维 贵
（ 天津 工业 大学 材 料科 学 与工程 学 院 ， 改 性与 功 能纤维 天 津市重 点实 验室 ， 天津 ３ ０ ０ １ ６ ０ ）
ｍｉ ｎ ， 测试 范 围为室 温 － ８ ０ ０ ℃。
２ ． ４ 泡 沫 表 观 密 度 测 试
其 极 易遇 火 燃 烧 ， 并产 生有毒 气体 （ 主 要 为 ＨＣ Ｎ 和 ＣＯ） 和 烟尘 ， 从而 严重 威胁 人 身健 康 和 环境 安 全 ， 大 大
制约 着 聚氨酯 泡 沫 的应 用 与 发 展 。 因此 ， 改 善 聚 氨酯 泡 沫 的 阻燃 性 是 当前提 高 聚氨酯 泡 沫性 能 的研 究 重点 之一＿ ２ ］ ， 其 中添 加 阻燃剂 是提 高 聚氨 酯 泡 沫 阻燃 性最 简便 的方 法 。 由于含 卤阻燃 泡 沫燃 烧时 会产 生 大 量 的 烟 雾 和有 毒 的腐蚀 性气 体 ， 造成“ 二 次危 害” ， 因此无 卤 阻燃是 聚 氨酯 泡沫 阻燃 研究 趋势 之一 ｌ ＿ ６ 。 。
阻燃聚酯型硬聚氨酯泡沫塑料的研制
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｉｉ ａ ｅ ａ ｄ ｎ ｏ ｙ ｓｅ － ａ ｅ ｏ ｙ ｒ ｔ ｅ ｎ ｏ ｍ ａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｆ ｍ ｏ ｙ ｓｅ － ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｒ ｄ ｆ ｍｅ ｒ ｔｒ ａ ｔ ｐ ｌｅ ｔｒ ｂ ｓ ｄ ｐ ｌｕ ｅｈ ａ ｅ ｆ ａ ｗ ｓ ｐ ｅ ａ ｅ ｒ ｇ ｌ ｏ ｐ ｌｅ ｔｒ ｂ ｓ ｄ ｐ ｌ ｏｓ ｉ ｃ ｎ ｔ， ｃ ｔｌ ｓ，ｆ ｍｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｔ ｌ ｗ ｎ ｇ ｎ ，ｃ ｏ ｓ ｎ ｇ ｎ ｎ ａ ｓ ｂ ｌ ｅ ．Ｉ ａ ｅ ｏ ｙ ｌ， ｓ ｙ ａ ｅ ａ ａｙ ｔ ｌ ｏ ａ ｅａ ｄ ｎ ，ｂ ｏ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｒ ｓｌ ｇ ａ ｅ ｔ ａ ｄ ｆ ｍ ｔ ｉ ｚ ｒ ｔ ｉ ｏ ａ ｉ ｓ
ｉ ａ ｔｓ ｅ ｇｈ ａｅ ｂ ｏｐｉｎ ａ ｄ ｖ ｒ ｃ ｌｂ ｒ ｉｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｗ ｒ ｉ ｕ ｓｄ Ｔ ｅ ｆｃｏｓ ｗ ｉｈ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｃ ｔ ｎ ｔ ，ｗ ｔｒａ ｓｒ ｔ ｎ ｅｔ ａ ｕｎ ｎ ｅｆ ｍａ ｃ ｅｅ ｄ ｓ ｓｅ ． ｈ ａ ｔｒ ｈｃ ｆ ｃ ｒ ｏ ｉ ｏ ｃ
ｌ 实验 部 分
型 电子天 平 。 上海 精 密科 学仪 器 有 限公 司 ； Ｊ一０ ＸＪ５
型 冲击试 验 机 。承德 试 验 机有 限 责 任公 司 ；Ｓ 一 ＳＸ ５ ０型 扫 描 电 子 显 微 镜 ， １ 岛 津 制 作 所 ； ５ ３本 Ｓ Ａ ４ Ｃ型 热重 分析 仪 ， 国耐驰 公 司 ； 泡成 型 Ｔ ４９ 德 发
塑 料 助剂
２１ ０ ０年第 ４期 （ 第 ８ 总 ２期 ）
阻燃聚ห้องสมุดไป่ตู้型硬聚氨酯泡沫塑料的研制
许 晓 光
（ 新 市 消 防局 ，阜新 ，１３０ ） 阜 ２０ ０
ｉ ａ ｔｓ ｅ ｇｈ ａｅ ｂ ｏｐｉｎ ａ ｄ ｖ ｒ ｃ ｌｂ ｒ ｉｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｗ ｒ ｉ ｕ ｓｄ Ｔ ｅ ｆｃｏｓ ｗ ｉｈ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｃ ｔ ｎ ｔ ，ｗ ｔｒａ ｓｒ ｔ ｎ ｅｔ ａ ｕｎ ｎ ｅｆ ｍａ ｃ ｅｅ ｄ ｓ ｓｅ ． ｈ ａ ｔｒ ｈｃ ｆ ｃ ｒ ｏ ｉ ｏ ｃ
ｌ 实验 部 分
型 电子天 平 。 上海 精 密科 学仪 器 有 限公 司 ； Ｊ一０ ＸＪ５
型 冲击试 验 机 。承德 试 验 机有 限 责 任公 司 ；Ｓ 一 ＳＸ ５ ０型 扫 描 电 子 显 微 镜 ， １ 岛 津 制 作 所 ； ５ ３本 Ｓ Ａ ４ Ｃ型 热重 分析 仪 ， 国耐驰 公 司 ； 泡成 型 Ｔ ４９ 德 发
塑 料 助剂
２１ ０ ０年第 ４期 （ 第 ８ 总 ２期 ）
阻燃聚ห้องสมุดไป่ตู้型硬聚氨酯泡沫塑料的研制
许 晓 光
（ 新 市 消 防局 ，阜新 ，１３０ ） 阜 ２０ ０
聚氨酯泡沫塑料的阻燃
空气流通性而源源不断地供给氧气 ， 易燃且不易 自熄。 聚 （％ ２ ）Ｃ 即可使聚氨酯泡沫具有 自熄性 。 ８ ～１％ １ 氨酯泡沫塑料 的许多应用领域如建筑材料 、 床垫 、 家具、 保 典型的磷一 氮阻燃体系可 由聚磷酸铵和三聚氰胺等组 温材料 、 汽车座垫及 内饰材料等，都有阻燃要求 。国外对 成 ，在泡沫受热初期 ，阻燃 剂分解 产生磷 酸等，它与多
阻燃 。
剂。 ２ １２ 添 加 固态 阻 燃 剂 ．．
２ １１ 添 加 液 态有 机 阻燃 剂 ．．
在聚氨酯泡沫塑料 中应用最早而且成本经济的品种是
固态 阻燃 剂添加到液态原料 中容 易沉淀 ，一般在发
Ｔ Ｅ Ｃ Ｐ。它容 易迁移和挥 发 ，阻燃 持久性较 差。为 了减 泡前或发泡时加入 。 在组合聚醚 中加入固态阻燃剂后一般 少挥 发损失，可选 用多氯化 （ ）磷酸酯和高分子量 的 需不停 地搅拌 ，以使料液均匀 。固态 阻燃剂会 使物 料粘 多 齐聚磷 酸酯 ，如 三 （ 二氯 丙基 ）磷 酸酯 和 卤代双 磷酸 度 增加 ，降低 了泡沫物料 的流动性 ，添加无机阻燃 填料 酯。在硬泡配方 中加入 ２ ％以 内的三 （ ， 一二氯 丙基 ） 对泡沫性能有 ～定 的负面影 响。 ０ ２３ 颗粒越细越有利于阻燃性 磷酸酯 ，可使硬泡 的氧指数达 ２ ；添加 １ ％该阻燃剂可 能 的发挥 ，并且减轻对 泡沫物性 的不利影 响。 ６ ５
燃物质 可分解 出能终止泡沫 自由基氧化 反应 的物质。
在聚氨酯泡沫 中，含磷阻燃剂主要在凝 聚相发挥作
聚氨酯泡沫 的阻燃剂 以液态阻燃剂为主 。液燃烧 时分解 出的可燃气体 ， 剂 主要 是含磷 、氯 、溴元 素 的有机化 合物 ，如三 （ 一 ２ 使其转化成不 易燃烧 的炭化物 ，泡沫体 中磷 （ ） Ｐ 含量达 氯丙基 ）磷 酸酯 （ 、三 （ 一 氯 乙基 ）磷酸 酯 ＴＣ Ｐ） Ｐ ２
阻燃 。
剂。 ２ １２ 添 加 固态 阻 燃 剂 ．．
２ １１ 添 加 液 态有 机 阻燃 剂 ．．
在聚氨酯泡沫塑料 中应用最早而且成本经济的品种是
固态 阻燃 剂添加到液态原料 中容 易沉淀 ，一般在发
Ｔ Ｅ Ｃ Ｐ。它容 易迁移和挥 发 ，阻燃 持久性较 差。为 了减 泡前或发泡时加入 。 在组合聚醚 中加入固态阻燃剂后一般 少挥 发损失，可选 用多氯化 （ ）磷酸酯和高分子量 的 需不停 地搅拌 ，以使料液均匀 。固态 阻燃剂会 使物 料粘 多 齐聚磷 酸酯 ，如 三 （ 二氯 丙基 ）磷 酸酯 和 卤代双 磷酸 度 增加 ，降低 了泡沫物料 的流动性 ，添加无机阻燃 填料 酯。在硬泡配方 中加入 ２ ％以 内的三 （ ， 一二氯 丙基 ） 对泡沫性能有 ～定 的负面影 响。 ０ ２３ 颗粒越细越有利于阻燃性 磷酸酯 ，可使硬泡 的氧指数达 ２ ；添加 １ ％该阻燃剂可 能 的发挥 ，并且减轻对 泡沫物性 的不利影 响。 ６ ５
燃物质 可分解 出能终止泡沫 自由基氧化 反应 的物质。
在聚氨酯泡沫 中，含磷阻燃剂主要在凝 聚相发挥作
聚氨酯泡沫 的阻燃剂 以液态阻燃剂为主 。液燃烧 时分解 出的可燃气体 ， 剂 主要 是含磷 、氯 、溴元 素 的有机化 合物 ，如三 （ 一 ２ 使其转化成不 易燃烧 的炭化物 ，泡沫体 中磷 （ ） Ｐ 含量达 氯丙基 ）磷 酸酯 （ 、三 （ 一 氯 乙基 ）磷酸 酯 ＴＣ Ｐ） Ｐ ２
阻燃聚氨酯软质泡沫塑料研究
Ｐ Ｕ软 质泡沫塑 料本 身 结构 特殊 ， 易燃 烧 ， 极 燃烧 Ｐ 软质泡 沫塑 料 阻燃 级别 不 高 ， Ｕ 一般 为 自熄 型 产 品 ， 氧指 时热释 放量大 ， 容易 发生滴落 现 象 ； 在生 产过 程 中对 发泡工 数 为 ２ ， 少见 到有 Ｐ ６很 Ｕ软质 泡沫塑 料氧 指数 高 于 ２ ６的报 艺条件 要求高 ， 加 阻燃 剂 往 往会 引 起 泡 沫塌 泡 、 裂 、 添 开 粉 道 。近 年 来 Ｐ 软 质 泡 沫 塑 料 阻 燃 水 平 已 有 较 大 提 高 ， 在 Ｕ 正 化 或 回 弹 性 等 物 理 性 能 大 幅 度 下 降 ， 失 了 本 身 所 具 有 的 丧 由过 去 的 自熄 型 向 难 燃 型 （ 指数 为 ３ ） 进 。 例 如 美 国联 氧 ０迈 优 良性 能 。所 以 ， Ｕ 软 质 泡 沫 塑 料 属 于 阻 燃 难 度 很 大 的 品 Ｐ 合 碳化物 公司研 究的 高 回弹 Ｐ 软质泡 沫 塑料 阻燃 性 能不 Ｕ
现代商 贸工业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ
２ １ 年第 ｌ ０１ ８期
阻燃 聚氨酯软质泡沫 塑料研究
罗 红 军 张 遐
（ 汉产品 质量监督检 验所 ， 北 武 汉 ４０７ ） 武 湖 ３ ０ ４
摘
要 ： 绍 了 国 内外 聚 氨 酯 软 质 泡 沫 塑料 的 阻 燃 情 况 ， 述 了聚 氨 酯 的 阻 燃 原 理 及 方 法 ， 望 了其 发 展 方 向 。 介 阐 展
种 。虽 然 国 内外 已对 Ｐ 软 质 泡 沫 塑 料 的 阻 燃 性 能 进 行 了 Ｕ
技术 ， 开发 的阻燃 Ｐ 软质泡 沫塑料应用 于各种领 域 。但 由 Ｕ 于受 发泡工 艺 的 限制 ， 燃剂 的添 加 量 有 限 ， 产 的 阻燃 阻 生
聚氨酯软质泡沫塑料自燃预防及阻燃研究
热 门课 题 。
然 而 ，当 原料 不 纯 、含 水 量 高 ，配 方 设 计不 合 理 ，投 料量不准 确 ，在配 料过程 中，多加 了水或 活性 催 化 剂 ，配 比失调 ，或者 搅 拌 不均 等 都会 导 致温 度 急剧升高 而发生 自燃 。其 次 ，软 质聚氨酯泡沫 塑料在 熟化 过程 中 ， 由于 尚未 完全 反应 的物 料仍 在 继 续放 热 ，倘若车 间 内没有一 定的排风装 置，通风不 良，会 使 泡沫塑料 聚热不散 ，产 生 自燃 。另外 ，成 型的软质 聚 氨酯泡沫 塑料摆放相互 紧贴 ，没 有距离 ，也会 散热 不 良，容 易造 成泡 沫 块 中心 焦化 ，甚 至酿 成 火 灾 。 由于 受上述某些 因素 的影 响，软质聚氨 酯泡沫 塑 料 的热 量逐 渐 积 蓄 ，泡 沫 中心温 度 逐 渐 上升 。经测 定 ，发泡后２ 小时可升至 ｌ０ ６ ～６ ４ ～１０℃，有 时甚 至更 高 ，约 １ ０ 。如 果温度 再继 续升 高 ，即会发 生 冒烟 ８℃ 等现象 ，这表 明此 时泡沫开始发 生较剧烈 的分解 ，若 不采取措 施则会 自燃 。通常认 为，泡沫 中心温 度不 宜 超 过 １ ０Ｃ，否则 ，泡沫 会变 黄 ，俗 称 “ ６￣ 黄心 ”，或 呈棕 色 ，即 “ 化 ”现 象 ，温度超 过 １ ５ 焦 ７ ℃时 ，应特 别加强警戒 。 总之 ，反应热 的积 蓄使高分 子材料分解 ，这是 引 起软质聚氨酯泡沫塑料 自燃 的根本原 因。
之一 。 一
同时加入其 它组分 ，包 括水 、一 氟三氯 甲烷 、泡沫稳 定 剂 、催化 剂 ，这些 物 料 在瞬 间 剧 烈高速 混 合 、反 应 ，同时形成泡 沫 ，这个过程 放 出大量 热量 。泡 沫塑 料 是一 种 多孔 性 材料 ， 比表面 积 很 大 ，泡沫 边 缘 部 分热量 尚可发散 出去 ，而 中心 部分 的热 量 ，由于泡沫 保温 效果较好 ，则较难移 出，在正常 反应 中，它 们放 出的热量 使泡沫 块中心升 到一定温度而 达到熟化 的 目
然 而 ，当 原料 不 纯 、含 水 量 高 ，配 方 设 计不 合 理 ，投 料量不准 确 ，在配 料过程 中，多加 了水或 活性 催 化 剂 ，配 比失调 ，或者 搅 拌 不均 等 都会 导 致温 度 急剧升高 而发生 自燃 。其 次 ，软 质聚氨酯泡沫 塑料在 熟化 过程 中 ， 由于 尚未 完全 反应 的物 料仍 在 继 续放 热 ，倘若车 间 内没有一 定的排风装 置，通风不 良，会 使 泡沫塑料 聚热不散 ，产 生 自燃 。另外 ，成 型的软质 聚 氨酯泡沫 塑料摆放相互 紧贴 ，没 有距离 ，也会 散热 不 良，容 易造 成泡 沫 块 中心 焦化 ，甚 至酿 成 火 灾 。 由于 受上述某些 因素 的影 响，软质聚氨 酯泡沫 塑 料 的热 量逐 渐 积 蓄 ，泡 沫 中心温 度 逐 渐 上升 。经测 定 ，发泡后２ 小时可升至 ｌ０ ６ ～６ ４ ～１０℃，有 时甚 至更 高 ，约 １ ０ 。如 果温度 再继 续升 高 ，即会发 生 冒烟 ８℃ 等现象 ，这表 明此 时泡沫开始发 生较剧烈 的分解 ，若 不采取措 施则会 自燃 。通常认 为，泡沫 中心温 度不 宜 超 过 １ ０Ｃ，否则 ，泡沫 会变 黄 ，俗 称 “ ６￣ 黄心 ”，或 呈棕 色 ，即 “ 化 ”现 象 ，温度超 过 １ ５ 焦 ７ ℃时 ，应特 别加强警戒 。 总之 ，反应热 的积 蓄使高分 子材料分解 ，这是 引 起软质聚氨酯泡沫塑料 自燃 的根本原 因。
之一 。 一
同时加入其 它组分 ，包 括水 、一 氟三氯 甲烷 、泡沫稳 定 剂 、催化 剂 ，这些 物 料 在瞬 间 剧 烈高速 混 合 、反 应 ，同时形成泡 沫 ，这个过程 放 出大量 热量 。泡 沫塑 料 是一 种 多孔 性 材料 ， 比表面 积 很 大 ，泡沫 边 缘 部 分热量 尚可发散 出去 ，而 中心 部分 的热 量 ，由于泡沫 保温 效果较好 ，则较难移 出，在正常 反应 中，它 们放 出的热量 使泡沫 块中心升 到一定温度而 达到熟化 的 目
聚氨酯泡沫塑料的阻燃
聚氨酯泡沫塑料的阻燃概述聚氨酯泡沫塑料是一种常用的塑料材料，由于其良好的绝缘性能和轻质化特点，被广泛应用于建筑、交通、电子等领域。
然而，聚氨酯泡沫塑料在火灾中容易引发火灾蔓延，因此需要进行阻燃处理，以提高其安全性能。
本文将介绍聚氨酯泡沫塑料的阻燃机制和常见的阻燃材料及方法。
阻燃机制聚氨酯泡沫塑料的阻燃机制是通过在其结构中引入阻燃剂，阻碍火焰的传播和热量的释放。
常见的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。
无机阻燃剂无机阻燃剂是指由无机化合物制成的阻燃剂，具有耐高温、低毒性等特点。
常见的无机阻燃剂包括氢氧化铝、氧化镁等。
这些无机阻燃剂通过吸热、隔热、氧化等作用，减缓聚氨酯泡沫塑料的燃烧速度，达到阻燃的效果。
有机阻燃剂有机阻燃剂是指由含有卤素、磷等元素的有机化合物制成的阻燃剂，具有良好的阻燃性能。
常见的有机阻燃剂包括溴系阻燃剂、磷系阻燃剂等。
这些有机阻燃剂通过分解生成惰性气体、抑制燃烧反应等方式，阻断聚氨酯泡沫塑料的燃烧过程。
阻燃材料及方法防火涂料防火涂料是一种常见的阻燃材料，可以在聚氨酯泡沫塑料表面形成一层防火涂层，减缓燃烧速度。
这种防火涂料通常采用含有阻燃剂的涂料，通过涂覆形成阻燃层，具有良好的阻燃效果。
阻燃添加剂阻燃添加剂是一种直接添加到聚氨酯泡沫塑料中的阻燃材料，可以提高整体的阻燃性能。
常见的阻燃添加剂包括阻燃剂粉末、阻燃剂颗粒等，通过均匀分散在聚氨酯泡沫塑料中，起到阻燃的作用。
阻燃改性阻燃改性是通过改变聚氨酯泡沫塑料的分子结构，引入阻燃元素或改变配方比例，提高其阻燃性能。
可通过增加阻燃剂的含量或加入阻燃改性剂等方式进行。
阻燃效果评价对于聚氨酯泡沫塑料的阻燃处理，常用的评价方法是根据阻燃效果对其进行等级划分。
国内常用的等级划分标准包括防火等级GB8624-2012和机械防火等级GB/T2408-2008。
根据这些标准，将阻燃的聚氨酯泡沫塑料分为不燃材料、难燃材料和易燃材料等。
结论聚氨酯泡沫塑料的阻燃是提高其安全性能的重要措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
而开 始膨胀 ，约９ ０Ｃ达 到最 大值 ，膨胀 倍 率 可 以达Ｎ２ ｏ 。Ｅ ０￣ ８倍 Ｇ改性 聚氨 酯 泡沫 的燃 烧 实验 结果（ 图 １ 如
所 示） 明：燃烧 时 ，膨胀 石墨 可 以在 材料 表面 形成 黑色膨 胀炭化 层 ，有 效地 阻止 了热量 的传 递 ，从 而起 到 表 很 好 的阻燃 效果 ， 燃烧 后材料 内部保持 完 好 。 Ｇ用量 对 Ｅ
目前 ，硬质 聚氨酯 泡沫 塑料 （ Ｐ Ｗ） 包装 、运输 减震 及支撑 材料 的研 究中 已经得 到 了广泛 的应 用 。但 Ｒｔ 在 是 未经 阻燃 处 理 的硬 质聚氨 酯泡沫 塑料 的氧 指 数仅约 为Ｉ，易燃且 不 易 自熄 ，存在 极大 的安全 隐 患。结合 ７ 聚氨 酯泡沫 塑料 的阻燃 性能及 燃烧特 点，采 取 固相 阻燃机理 ，选 用环 保型 的膨胀 阻燃 体系 可膨胀石 墨（ Ｇ Ｅ ）
粒 密度 、热性 能 以及 感度特征进 行表 征 。 Ｈ ＭＸ颗 粒 的扫描 电镜 图片（ 图１表 明，该种 高 品质Ｈ 见 ） ＭＸ颗粒形 状 为规整 的十面 体结构 ，晶面光 洁 ， 与普通ＨＭＸ相 比 ，具 有较好 的颗粒外 形 。折光 匹配 光 学显微镜 观察 显示 ，高 品质Ｈ ＭＸ颗粒 内部透光 性较 好 ，无 明显 缺 陷 。激 光粒度仪 测得 的高 品质 Ｈ ＭＸ粒 径 为 ～ ５ ｍ，平 均粒径 ０ ＃ｏ岬 ，分布 较窄 ，基 ＃ｏｐ ． ｌ～ ２ 本 呈 正 态 分 布 。采 用 密 度 梯 度法 测 试 ＨＭＸ颗 粒 密 度 ，高 品 质ＨＭＸ的平 均 颗 粒 密度 为（． １ ＋ ． ０５ １ ０ ００ ） ９ ７ ０
４ ２ 中国工程物理研究院科技 年报 Nhomakorabea ６ 为 了消 除Ｅ Ｇ的引入对Ｒ ＵＦ Ｐ 力学性 能造成 的劣 化 ，选用 了经不 同分子量 的聚 乙烯醇 ＶＡ） 和钛 酸酯 ｌ ｌ ０
处理过 的Ｅ Ｇ对Ｒ Ｕ 进 行阻燃 改性 ， 以增 强Ｅ ＰＦ Ｇ与Ｒ ＵＦ 间的相容 性 ，从而提 高材料 的力学 性能 。测试 结 Ｐ 之
维普资讯
材
料
４１ ６
提高 。随氧 化锌 晶须用量 的增加 ，泡沫 材料 的压缩松 弛率呈 降低趋 势 ，用量越 多 则下 降值 越大 。
３ ０
５０ ０
２８
６ ｏ
２ ６
捌
４０ ２
糌
霎
２ ２
鼎 ３０ ８
３０ ４ ５ １ ０ １ ５ ２ ０ ２ ５
其 屈服 强度与 未 阻燃 的Ｒ ｕ 相 近 。这 主 要是 由于包 覆在Ｅ 表 面 的Ｐ Ａ分子 链上 有很 多活性 的羟基 基 团可 ＰＦ Ｇ Ｖ 以与异氰 酸酯 反应 ，从而增加 了Ｅ Ｇ与Ｒ ＵＦ 面 的黏接和 相容 性所致 。 Ｐ 界
采用 可膨 胀石 墨Ｅ 作 为阻燃剂 来制 备 阻燃Ｒ Ｕ 。结果表 明：材 料燃烧 后 ，可膨胀 石 墨可 以在材 料表 Ｇ ＰＦ
２ ０
５
１ ０
１ ５
２ ０
２ ５
氧 化锌 晶须用 量， 份
氧化 锌 晶须用量 ／ 份
图 ｌ 硅 橡胶 泡沫 材料 的泡 孔直 径（） 压缩应 力松 弛性 能（） ａ 和 ｂ随氧 化锌 晶须用 量 的变 化 曲线
８１ 阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法 ．１
赵秀丽 田春蓉 周秋 明
面形成膨 胀 的炭化层 ，有效地 提高 了材料 的 阻燃性 能 。Ｅ 改 性Ｒ ｕ 的燃烧 实验 结果表 明 ：随着Ｅ Ｇ Ｐ下 Ｇ含量 的 增加 ， 材料 的氧 指数 随之提 高 ，当Ｅ Ｇ含 量 为３ ％时 ， ０ 其氧 指数 可 以达 到２％， Ｇ的 引入可 以明显改 善Ｒ ＵＦ ７ Ｅ Ｐ 的 阻燃 性 能 。 用Ｐ Ａ或 钛 酸 酯 １ １ Ｇ进 行 表 面 处 理 ，可 以明 显提 高Ｅ Ｖ ０ 对Ｅ Ｇ改性 Ｒ Ｕ Ｐ Ｆ的 力 学性 能 ，采 用
Ｐ Ａ０ ８ 改性Ｅ Ｖ ５８ Ｇ制得 的Ｒ Ｕ ，其压缩 强度 可 以达到２９ ａ ＰＦ ．１ ＭＰ ，与 未改性Ｒ ＵＦ Ｐ 的相 当 。
８１ 一种 高品质 Ｈ ．２ Ｍｘ材料 的性能表征
徐瑞娟 康 彬 黄 辉 姜 燕 李金 山
近 年来通 过 改善 晶体品质制 备 降感 Ｈ ＭＸ Ｒ ／ ＤＸ的研究 成为 国 内外含 能材料 研 究 的热 点 。应 用特殊 工艺 制 备 了一 种高 品质Ｈ ＭＸ材料 ，分别采用 多种 表征 手段 对其 晶体 品质 和部分 性 能如颗粒 形貌 、粒 径分布 、颗
作 为添加 型 阻燃 剂 ，探 索 了Ｅ Ｇ对 聚氨 酯泡 沫塑料 的阻燃性 能 、力 学性 能 的影 响 。
述
图 １ Ｅ Ｇ改性Ｒ Ｕ 燃 烧 后的照 片 ＰＦ
图 ２ 氧 指数（ＯＩ Ｇ 量的 变化 Ｌ ） 随Ｅ 含
Ｅ Ｇ是 一种新 型低烟 、无 卤阻燃 剂 ，其膨 胀特 性不 同于其 他 的膨 胀剂 ，约 在２ ０Ｃ通 过层 问化合物 分解 ０￣
注 ：Ｅ 含 量为２ ％。 Ｇ ０
Ｒ Ｕ 表 面 形成 了一层 高效 的绝 热 、隔氧 层 ，阻 止 了热 量进 一步 向材 料 内部传 递 ， 同时也 阻止 了氧 气 的渗 ＰＦ
入 ，最终使材 料停 止燃烧 ，有 效地提 高 了材料 的阻燃 性 能。
维普资讯
硬 质聚氨 酯泡 沫塑料 阻燃性 能 的影响如 图２ 示 。从 图２ 所
表 】 经 不同表 面处理 剂处 理的 Ｅ 改 性Ｒ Ｕ 的 力学性 能 Ｇ Ｐ Ｆ
可 以看 出 ：随着Ｅ Ｇ含量 的增 加 ，Ｒ Ｕ 的氧 指数 逐渐 增 ＰＦ
大 ， 当Ｅ Ｇ的 含 量 为３ ％时 ，Ｒ ＵＦ 氧 指 数 可 以达 到 ０ Ｐ 的 ２ ％，远 远大 于空 白Ｒ Ｕ 的氧指 数２ ％，且 材料 燃烧 时 ７ ＰＦ ０ 为先点燃 ，后 自熄 。这主要 是 因为 当材 料 开始 燃烧 时， Ｅ Ｇ由片 状 迅速 膨胀 为密度 很低 的 “ 虫 ”状 ，从而 在 蠕
果如表 １ 所示 。从表 １ 知：与未 处理 的Ｅ 可 Ｇ制 备 的Ｒ Ｕ 相 比，经过表 面 改性Ｅ ＰＦ Ｇ制 备得 到 的Ｒ ＵＦ Ｐ ，其 力学 性 能有 了明显 的改善 ，其 改善顺 序依 次 为 ：Ｐ Ａ０ ８ ＞ ｉ １ Ｐ Ａ１ ８ ，采 用Ｐ Ａ０ ８ 改性 的效果最 好 ， Ｖ ５ ８ Ｔ１ ＞ Ｖ ７ ８ ０ Ｖ ５８
所 示） 明：燃烧 时 ，膨胀 石墨 可 以在 材料 表面 形成 黑色膨 胀炭化 层 ，有 效地 阻止 了热量 的传 递 ，从 而起 到 表 很 好 的阻燃 效果 ， 燃烧 后材料 内部保持 完 好 。 Ｇ用量 对 Ｅ
目前 ，硬质 聚氨酯 泡沫 塑料 （ Ｐ Ｗ） 包装 、运输 减震 及支撑 材料 的研 究中 已经得 到 了广泛 的应 用 。但 Ｒｔ 在 是 未经 阻燃 处 理 的硬 质聚氨 酯泡沫 塑料 的氧 指 数仅约 为Ｉ，易燃且 不 易 自熄 ，存在 极大 的安全 隐 患。结合 ７ 聚氨 酯泡沫 塑料 的阻燃 性能及 燃烧特 点，采 取 固相 阻燃机理 ，选 用环 保型 的膨胀 阻燃 体系 可膨胀石 墨（ Ｇ Ｅ ）
粒 密度 、热性 能 以及 感度特征进 行表 征 。 Ｈ ＭＸ颗 粒 的扫描 电镜 图片（ 图１表 明，该种 高 品质Ｈ 见 ） ＭＸ颗粒形 状 为规整 的十面 体结构 ，晶面光 洁 ， 与普通ＨＭＸ相 比 ，具 有较好 的颗粒外 形 。折光 匹配 光 学显微镜 观察 显示 ，高 品质Ｈ ＭＸ颗粒 内部透光 性较 好 ，无 明显 缺 陷 。激 光粒度仪 测得 的高 品质 Ｈ ＭＸ粒 径 为 ～ ５ ｍ，平 均粒径 ０ ＃ｏ岬 ，分布 较窄 ，基 ＃ｏｐ ． ｌ～ ２ 本 呈 正 态 分 布 。采 用 密 度 梯 度法 测 试 ＨＭＸ颗 粒 密 度 ，高 品 质ＨＭＸ的平 均 颗 粒 密度 为（． １ ＋ ． ０５ １ ０ ００ ） ９ ７ ０
４ ２ 中国工程物理研究院科技 年报 Nhomakorabea ６ 为 了消 除Ｅ Ｇ的引入对Ｒ ＵＦ Ｐ 力学性 能造成 的劣 化 ，选用 了经不 同分子量 的聚 乙烯醇 ＶＡ） 和钛 酸酯 ｌ ｌ ０
处理过 的Ｅ Ｇ对Ｒ Ｕ 进 行阻燃 改性 ， 以增 强Ｅ ＰＦ Ｇ与Ｒ ＵＦ 间的相容 性 ，从而提 高材料 的力学 性能 。测试 结 Ｐ 之
维普资讯
材
料
４１ ６
提高 。随氧 化锌 晶须用量 的增加 ，泡沫 材料 的压缩松 弛率呈 降低趋 势 ，用量越 多 则下 降值 越大 。
３ ０
５０ ０
２８
６ ｏ
２ ６
捌
４０ ２
糌
霎
２ ２
鼎 ３０ ８
３０ ４ ５ １ ０ １ ５ ２ ０ ２ ５
其 屈服 强度与 未 阻燃 的Ｒ ｕ 相 近 。这 主 要是 由于包 覆在Ｅ 表 面 的Ｐ Ａ分子 链上 有很 多活性 的羟基 基 团可 ＰＦ Ｇ Ｖ 以与异氰 酸酯 反应 ，从而增加 了Ｅ Ｇ与Ｒ ＵＦ 面 的黏接和 相容 性所致 。 Ｐ 界
采用 可膨 胀石 墨Ｅ 作 为阻燃剂 来制 备 阻燃Ｒ Ｕ 。结果表 明：材 料燃烧 后 ，可膨胀 石 墨可 以在材 料表 Ｇ ＰＦ
２ ０
５
１ ０
１ ５
２ ０
２ ５
氧 化锌 晶须用 量， 份
氧化 锌 晶须用量 ／ 份
图 ｌ 硅 橡胶 泡沫 材料 的泡 孔直 径（） 压缩应 力松 弛性 能（） ａ 和 ｂ随氧 化锌 晶须用 量 的变 化 曲线
８１ 阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法 ．１
赵秀丽 田春蓉 周秋 明
面形成膨 胀 的炭化层 ，有效地 提高 了材料 的 阻燃性 能 。Ｅ 改 性Ｒ ｕ 的燃烧 实验 结果表 明 ：随着Ｅ Ｇ Ｐ下 Ｇ含量 的 增加 ， 材料 的氧 指数 随之提 高 ，当Ｅ Ｇ含 量 为３ ％时 ， ０ 其氧 指数 可 以达 到２％， Ｇ的 引入可 以明显改 善Ｒ ＵＦ ７ Ｅ Ｐ 的 阻燃 性 能 。 用Ｐ Ａ或 钛 酸 酯 １ １ Ｇ进 行 表 面 处 理 ，可 以明 显提 高Ｅ Ｖ ０ 对Ｅ Ｇ改性 Ｒ Ｕ Ｐ Ｆ的 力 学性 能 ，采 用
Ｐ Ａ０ ８ 改性Ｅ Ｖ ５８ Ｇ制得 的Ｒ Ｕ ，其压缩 强度 可 以达到２９ ａ ＰＦ ．１ ＭＰ ，与 未改性Ｒ ＵＦ Ｐ 的相 当 。
８１ 一种 高品质 Ｈ ．２ Ｍｘ材料 的性能表征
徐瑞娟 康 彬 黄 辉 姜 燕 李金 山
近 年来通 过 改善 晶体品质制 备 降感 Ｈ ＭＸ Ｒ ／ ＤＸ的研究 成为 国 内外含 能材料 研 究 的热 点 。应 用特殊 工艺 制 备 了一 种高 品质Ｈ ＭＸ材料 ，分别采用 多种 表征 手段 对其 晶体 品质 和部分 性 能如颗粒 形貌 、粒 径分布 、颗
作 为添加 型 阻燃 剂 ，探 索 了Ｅ Ｇ对 聚氨 酯泡 沫塑料 的阻燃性 能 、力 学性 能 的影 响 。
述
图 １ Ｅ Ｇ改性Ｒ Ｕ 燃 烧 后的照 片 ＰＦ
图 ２ 氧 指数（ＯＩ Ｇ 量的 变化 Ｌ ） 随Ｅ 含
Ｅ Ｇ是 一种新 型低烟 、无 卤阻燃 剂 ，其膨 胀特 性不 同于其 他 的膨 胀剂 ，约 在２ ０Ｃ通 过层 问化合物 分解 ０￣
注 ：Ｅ 含 量为２ ％。 Ｇ ０
Ｒ Ｕ 表 面 形成 了一层 高效 的绝 热 、隔氧 层 ，阻 止 了热 量进 一步 向材 料 内部传 递 ， 同时也 阻止 了氧 气 的渗 ＰＦ
入 ，最终使材 料停 止燃烧 ，有 效地提 高 了材料 的阻燃 性 能。
维普资讯
硬 质聚氨 酯泡 沫塑料 阻燃性 能 的影响如 图２ 示 。从 图２ 所
表 】 经 不同表 面处理 剂处 理的 Ｅ 改 性Ｒ Ｕ 的 力学性 能 Ｇ Ｐ Ｆ
可 以看 出 ：随着Ｅ Ｇ含量 的增 加 ，Ｒ Ｕ 的氧 指数 逐渐 增 ＰＦ
大 ， 当Ｅ Ｇ的 含 量 为３ ％时 ，Ｒ ＵＦ 氧 指 数 可 以达 到 ０ Ｐ 的 ２ ％，远 远大 于空 白Ｒ Ｕ 的氧指 数２ ％，且 材料 燃烧 时 ７ ＰＦ ０ 为先点燃 ，后 自熄 。这主要 是 因为 当材 料 开始 燃烧 时， Ｅ Ｇ由片 状 迅速 膨胀 为密度 很低 的 “ 虫 ”状 ，从而 在 蠕
果如表 １ 所示 。从表 １ 知：与未 处理 的Ｅ 可 Ｇ制 备 的Ｒ Ｕ 相 比，经过表 面 改性Ｅ ＰＦ Ｇ制 备得 到 的Ｒ ＵＦ Ｐ ，其 力学 性 能有 了明显 的改善 ，其 改善顺 序依 次 为 ：Ｐ Ａ０ ８ ＞ ｉ １ Ｐ Ａ１ ８ ，采 用Ｐ Ａ０ ８ 改性 的效果最 好 ， Ｖ ５ ８ Ｔ１ ＞ Ｖ ７ ８ ０ Ｖ ５８