磷-氮协效阻燃水性聚氨酯的性能
聚氨酯胶反应型阻燃剂
聚氨酯胶反应型阻燃剂一、引言随着社会经济的快速发展，工业和建筑领域对耐火材料的需求日益增长，而防火性能优异的聚氨酯胶反应型阻燃剂因其优异的阻燃性能和应用方便性而受到广泛关注。
本文将从聚氨酯胶的性能、聚氨酯胶的阻燃机理、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状和发展趋势等几个方面进行综述，以期为相关行业提供借鉴和参考。
二、聚氨酯胶的性能聚氨酯（PU）胶是一种以异氰酸酯和多元醇为原料，经过聚合反应得到的聚合物。
聚氨酯胶具有许多独特的性能，包括优异的耐水性能、耐化学品性能、机械性能和耐氧性能。
此外，由于其可塑性好，使其可以根据不同需求进行加工和成型，广泛应用于建筑、交通运输、电子产品和家居产品等领域。
三、聚氨酯胶的阻燃机理聚氨酯胶在一定条件下易燃，一旦着火会迅速燃烧，引起严重的火灾。
因此，研制一种防火性能良好的聚氨酯胶反应型阻燃剂成为目前的研究热点。
聚氨酯胶的着火原因主要是其表面或内部受到外部热源的影响，导致其燃烧。
聚氨酯胶的阻燃机理主要包括气相阻燃和凝聚相阻燃两种方式。
气相阻燃是指通过添加的阻燃剂在燃烧时与燃烧产物发生化学反应，从而促进燃烧过程的中断。
而凝聚相阻燃是指阻燃剂在聚氨酯胶燃烧时生成的稳定氧化还原反应产物，形成燃烧层，延缓燃烧速度。
四、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状近年来，随着人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂需求的增加，相关研究取得了一系列突破性成果。
目前，常用的聚氨酯胶反应型阻燃剂主要包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂和氢氧化铝等。
磷系阻燃剂主要是指通过加入含磷化合物，阻燃效果显著。
氮系阻燃剂在聚氨酯胶中通过生成惰性气体和炭层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要是通过抑制燃烧产物的传热和反应，从而起到阻燃作用。
氢氧化铝的阻燃作用主要是通过其吸热和隔热的物理作用来抑制燃烧。
五、聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势随着科学技术的不断进步，人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究也在不断深入。
未来，聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势主要包括以下几个方面：一是以环保为导向的研究，重点发展无卤素和低卤素燃烧阻燃剂。
聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能
聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能王文娟【摘要】以聚碳酸酯二醇、异氟尔酮二异氰酸酯为原料，添加不同用量的聚磷酸铵(APP)，制备了一系列阻燃水性聚氨酯。
UL-94测试表明，随着APP添加量的增大，水性聚氨酯的阻燃性逐渐增大。
锥形量热仪测试表明，随着APP含量从0%增加25%，水性聚氨酯的点燃时间由29 s延长到45 s，最大热释放速率(HRR)由413.2 kW/m2降低到314.3 kW/m2。
热重测试表明，水性聚氨酯膜的热稳定性随着APP含量的增加而逐渐升高，当APP为25%时，热稳定性最好。
力学性能测试表明，随着APP含量的增加，涂膜的拉伸强度及断裂伸长率逐渐下降。
综合考虑以上因素，阻燃水性聚氨酯中聚磷酸铵的适宜用量为20%。
%A series of flame-retardant waterborne polyurethane were prepared with polycarbonate diol and isophorone diisocyanate as raw materials and by addition of different amounts of ammonium polyphosphate (APP). UL-94 test showed that the flame retardance of waterborne polyurethane is increased with increasing dosage of APP. Cone calorimeter test indicated that the increasing of APP content from 0%to 25%, the ignition time of waterborne polyurethane is extended from 29 s to 45 s, and the peak heat release speed (HRR) is decreased from 413.2 kW/m2 to 314.3 kW/m2. Thermogravimetric analysis revealed that the thermal stability of waterborne polyurethane is improved gradually with increasing APP content up to 25%. Mechanical performance test proved that the increasing of APP content decreases the tensile strength and elongation at break of the film gradually. Comprehensively taking the above factors intoaccount, the suitable dosage of APP in flame-retardant waterborne polyurethane is 20%.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P303-307)【关键词】水性聚氨酯;阻燃剂;聚磷酸铵;热稳定性;热释放速率;力学【作者】王文娟【作者单位】中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】TQ637聚氨酯是高度易燃材料［1］，氧指数为16.5%，由于在家具以及建筑材料内大量使用，因此具有潜在的火灾隐患。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究1. 磷系阻燃剂的分类磷系阻燃剂可以按照它们的功能和结构分类。
按照结构分类，磷系阻燃剂可以分为以下几类：（1）磷酸酯类。
这种阻燃剂可以减缓分子链的热分解速度，使得聚合物热稳定性得到改善，同时也会降低聚合物的可塑性。
磷酸酯类阻燃剂的结构中包含磷酸酯键，可以被热分解产生磷酸脱氧糖，从而吸收热量，防止聚氨酯的燃烧，BDOPEP就是一种常见的磷酸酯类阻燃剂。
（2）膨胀型磷系阻燃剂。
这种阻燃剂在高温下发生膨胀，形成一层难燃的保护层，防止燃烧产品的接触氧气，金属磷酸盐是常用的膨胀型磷系阻燃剂。
（3）含磷氮阻燃剂。
这种阻燃剂同时含有磷和氮，可以在明火燃烧时释放无毒、无腐蚀性的氮磷复合物并吸热，防止火源继续对聚氨酯产生热量和燃烧，IPPP就是常用的含磷氮阻燃剂。
聚氨酯是一种具有优良性能的合成材料，但在高温下易燃，阻燃性能难以保证，且它的热解产物对环境和人身安全可能存在危害，因此需要添加阻燃剂。
磷系阻燃剂因其良好的阻燃效果和可持续性广受欢迎，下面将从以下几个方面介绍磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用研究。
在选择磷系阻燃剂时，需要考虑以下几个因素：a. 阻燃效果。
优秀的阻燃剂应该能够有效减缓材料的热解速度，防止燃烧。
b. 可持续性。
可循环利用和低环境影响的阻燃剂是目前研究的热点。
c. 毒性。
阻燃剂对人体和环境的影响应该尽可能小。
因此，具有良好阻燃效果、可持续性和无毒性的磷系阻燃剂是最理想的选择。
（2）磷系阻燃剂的作用机理磷系阻燃剂在聚氨酯中的作用机理主要有以下几个方面：a. 吸热作用。
磷系阻燃剂可以在燃烧过程中吸收热量，从而减缓材料的热解速度，起到阻燃的作用。
b. 生成无机炭化物。
阻燃剂在高温下可以分解，生成无机炭化物，这些炭化物可以作为难燃层保护材料，从而防止燃烧。
c. 接触层效应。
阻燃剂分解后在材料表面形成一层炭化物，这层炭化物可以防止氧气和燃烧产物接触，从而防止燃烧扩散。
实验表明，添加磷系阻燃剂可以显著提高聚氨酯的阻燃性能。
水性聚氨酯涂料的性能特点简介
水性聚氨酯涂料的性能特点简介水性聚氨酯涂料由于性能优异，在近几年得到了广泛的应用。
与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯涂料具有以下特点。
①水性聚氨酯涂料完全或基本不含溶剂、无臭味、无污染，具有不燃、成本低等优点，使用时可以用水直接稀释，使用方便，易于清理。
②水性聚氨酯的黏度不随聚合物相对分子质量的改变有明显差异，可以在低黏度下制备得到高分子量的水性聚氨酯，对于提高树脂的内聚强度非常有利。
而溶剂型聚合物的黏度随相对分子质量的增加呈指数关系上升，分子量较大时易产生凝胶。
③水性聚氨酯的黏度一般比溶剂型的要低，水性聚氨酯分散粒径越小，黏度越大。
溶剂型聚氨酯的黏度随固含量的增加明显上升，溶剂型聚合物的黏度可借助控制固含量或溶剂量来调整，而水性聚氨酯的黏度需用增稠剂来调整。
④水性聚氨酯与多种水性树脂的相容性较好，可以共混使用，以改进性能或降低成本。
需要注意选择与离子型水性聚氨酯的电荷性质和酸碱性相互匹配的水性树脂，否则可能引起凝聚。
因受到聚合物间的相容性和树脂在溶剂中溶解度性能的影响，溶剂型聚氨酯一般不能与其他树脂共混使用。
⑤单组分水性聚氨酯产品中不含异氰酸酯基团和游离异氰酸酯，主要是依靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力，水分挥发后固化。
也可引入其他反应性基团与水性聚氨脂中含有的羧基或羟基等基团在适宜条件下反应，使树脂产生固化交联。
如果是外加交联剂则成为双组分体系。
⑥水的蒸发潜热高，干燥比较迟缓，另一方面，水的表面张力大，对基材特别是对低表面能或硫水性的基材润湿性差，难以赋于充分的粘接性，加热干燥固化时，乳液粒子间容易凝聚而不易得到连续性的涂膜。
另外，水性聚氨酯聚合物是离子键结合，具有强的亲水性，有时为改进涂膜的塑性要加进水溶性增黏剂，使涂膜的耐水性受到一定影响。
⑦水性聚氨酯的流动特征呈现非牛顿性，而溶剂型一般近似牛顿性，其黏度变化规律符合牛顿曲线。
⑧水性聚氨酯体系的防冻性有一定限度，在北方冬季施工受到一定影响。
磷-氮改性水性聚氨酯在涤纶织物上的阻燃研究
形 成 致 密 、 光 滑 、 无 孔 洞 的 炭 层 ，炭 层 中磷 含 量 远 远 超 过 阻燃 织 物 中 原始 含 量 ，磷 富 集 于 炭 层 表 面 。阻 燃 整 理 织 物 的
热失重曲线上快速 热解 阶段缩短，最火分解速 率减 小了 ３ ％。 ２７ 关键 词：磷． ：阻燃 ；水性聚氨酯 ：涤纶织物 氦 中图分类号：Ｔ ２ ． Ｑ３ ３８ 文献标 识码：Ａ
ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｗａ ｈ ａ ｔｒｚ ｄ ｂ ｃ ｎ ｉｇ ｅｅ ｔ ｎ ｍｉ ｏ ｃ ｐ （ Ｅ ｏ ｕｔ ｓ ｃ ａ ｃｅｉｅ ｙ ｓａ ｎｎ ｌｃｒ ｃ ｓｏ ｙ Ｓ Ｍ）ａ ｄ ｅ ｅｇ ｉ ｅｓｖ ｐ ｃｒｍｅｅ ｏ ｒ ｏ ｒ ｎ ｎ ｒｙ ｄｓ ｒｉｅ ｓ ｅ ｔ ｐ ｏ ｔｒ
文 章 编 号 ： １ ０ －０ ５２ １）４０ １２５ ０ ３９ １ （０ ２０ ．７ ６０
磷． 氮改性水性聚氨酯在涤纶织物上 的阻燃研 究
李 芬 ’一 罗运 军 ‘ 李晓 萌 ， 李 杰 。 ’ ， ，
（．北京理工 大学 材料科 学与工程 学院，北京 １０８； ２ １ ００ １ ．淮南师范学院 化 学与化工 系，
211262213_水性聚氨酯阻燃性能研究进展
第52卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 5 2023年5月 Liaoning Chemical Industry May，2023收稿日期： 2021-06-05水性聚氨酯阻燃性能研究进展朱超男，张伟*，郑慧（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159）摘 要： 水性聚氨酯（WPU）具有安全环保、无毒、物化性能优异、低排放VOC 等优点，在我国涂料、皮革涂饰、建筑等多个领域被广泛应用。
然而未阻燃的WPU 极易燃烧，所以提高WPU 的阻燃性能具有非常重大的意义。
阐述了WPU 的燃烧过程及阻燃机理，总结了近年来国内外阻燃技术的研究进展，分析了不同类型的阻燃剂的特点，最后展望了阻燃型WPU 的未来发展趋势。
关 键 词：水性聚氨酯；阻燃机理；阻燃剂中图分类号：TQ323.8 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）05-0732-04聚氨酯（PU）是主链上含有聚氨基甲酸酯的高分子化合物，主要制备材料是异氰酸酯和多元醇。
WPU 是聚氨酯以水为溶剂形成的涂料，1942年德国人SHLACK 首次开发第一款阳离子型WPU。
20世纪70年代，WPU 得到工业化生产[1]。
WPU 由于具有无毒、无污染、低排放、耐化学腐蚀和良好的黏接性、耐磨性和韧性等优点，在涂料、皮革涂饰，建筑、航天、交通、日用品和胶黏剂等许多行业占有广泛市场，其需求量还在不断增加。
近年来，随着人们对环保主题的倡导和工业生产过程中环境友好性需求的不断提高，WPU 由于在制备过程中不添加或较少添加有机溶剂，所以WPU 在生产以及使用过程中比起其他涂料更加环保清洁，更符合人们对于环境保护的倡导[2]。
WPU 属于高分子聚合物弹性防水环保材料，聚氨酯本身的元素组成和化学结构决定了聚氨酯具有极易燃烧的性质[3]，未经阻燃的WPU 的极限氧指数（LOI）是16%~18%。
高分子材料的燃烧总是伴随着热降解，热降解过程中产生的挥发性小分子和自由基容易在空气中发生氧化还原反应，使温度升 高[4]。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究磷系阻燃剂的种类比较多，其中包括六水合硫酸铝、六水合硫酸钾、六水合硫酸铜等。
这些磷系阻燃剂可以通过质量分数、添加量、分散方式等多个参数来对其阻燃效果进行研究。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用主要包括两种：一种是将磷系阻燃剂直接添加到聚氨酯中；另一种是将磷系阻燃剂涂覆在聚氨酯表面。
直接添加磷系阻燃剂的方法相对比较简单，通常可以通过加入聚氨酯合成过程中，或者在成品的后期生产过程中进行添加。
实验证明，添加磷系阻燃剂可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能。
例如，对聚酯型聚氨酯添加含磷改性物（如六水合硫酸铝、红磷酸铵等）时，聚氨酯的阻燃等级有所提高。
而且添加该阻燃剂后，聚氨酯的热失重率也随之增大。
磷系阻燃剂的涂覆也是一种常见的应用方式。
在聚氨酯的表面涂覆一层磷系阻燃剂可以有效地提高其阻燃性能，而且涂层可以起到隔离氧气的作用，减少聚氨酯的燃烧速度。
一些研究表明，聚氨酯表面的磷系阻燃剂涂层能够提高其氧指数和垂直燃烧性等指标，从而提高阻燃性能。
此外，对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用还需要注意一些问题。
例如，在添加磷系阻燃剂时，如果添加量过多，会影响聚氨酯的机械性能，因此需要在添加量和聚氨酯性能之间进行权衡。
另外，磷系阻燃剂的热稳定性也需要考虑，高温会使磷系阻燃剂分解，从而降低其阻燃效果。
总之，磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用具有优异的阻燃效果和潜在的发展前景。
通过合理的添加和应用方法，不仅可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能，还能够满足不同应用需求的阻燃效果。
但需要注意与其他性能的综合平衡问题以及涂层表面的耐候性，避免对聚氨酯的应用带来负面影响。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种新型的环保型高分子材料，它具有优异的性能和广泛的应用领域。
水性聚氨酯材料以水作为溶剂，不含有机溶剂，具有低挥发性和低毒性，对环境和人体健康无害，是一种绿色环保的材料。
本文将从水性聚氨酯材料的性能特点、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、水性聚氨酯材料的性能特点。
1. 环保性，水性聚氨酯材料以水为溶剂，不含有机溶剂，不会产生挥发性有机化合物，对环境无污染，符合环保要求。
2. 耐候性，水性聚氨酯材料具有优异的耐候性，能够在室外环境下长期使用而不发生老化、褪色等现象。
3. 耐化学性，水性聚氨酯材料具有良好的耐化学性，能够抵抗酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀，具有较强的耐腐蚀性。
4. 耐磨性，水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性，能够承受一定的摩擦和冲击而不易损坏。
5. 耐温性，水性聚氨酯材料具有较高的耐温性，能够在一定温度范围内保持稳定的性能。
6. 耐水性，水性聚氨酯材料具有良好的耐水性，能够在潮湿环境下长期使用而不发生变形、腐蚀等现象。
二、水性聚氨酯材料的制备工艺。
水性聚氨酯材料的制备工艺主要包括原料准备、反应制备、加工成型等步骤。
其主要原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等。
制备工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 原料准备，将所需的聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等原料按一定配方准备好，保证原料的质量和比例。
2. 反应制备，将聚醚多元醇、异氰酸酯等原料按一定比例混合，在一定条件下进行反应，生成水性聚氨酯树脂。
3. 加工成型，将制备好的水性聚氨酯树脂进行加工成型，可以通过涂覆、浸渍、喷涂、注塑等方式进行加工成各种形状的制品。
三、水性聚氨酯材料的应用领域。
水性聚氨酯材料具有广泛的应用领域，主要包括涂料、胶粘剂、印刷油墨、合成革、纺织品涂层、建筑防水材料等。
具体包括以下几个方面：1. 涂料，水性聚氨酯涂料具有优异的耐候性、耐磨性和耐化学性，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。