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

随着科学技术的不断发展，聚氨酯材料被广泛应用于建材、汽车、家具、地面材料等

领域。然而，聚氨酯材料的可燃性和火灾场景中的剧烈燃烧使其应用范围受到限制。因此，阻燃处理成为提高聚氨酯材料应用的关键。

目前，磷系阻燃剂是应用较广泛的阻燃剂之一。它具有高效、环保等优点，是目前聚

氨酯材料阻燃的研究热点之一。本文将对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用进行探究，并对其

研究进展进行梳理。

一、磷系阻燃剂的基本特性

磷系阻燃剂是通过磷元素与聚合物中的氧元素形成磷氧键，来阻止燃烧过程的继续发生。磷系阻燃剂主要有有机磷系和无机磷系两种，其中有机磷系以三聚磷酸酯和聚酰胺酯

为典型代表，无机磷系以红磷和氧化锆磷酸盐为典型代表。

与其他阻燃剂相比，磷系阻燃剂具有下列四个基本特性：

1.高效性：磷系阻燃剂可使可燃物质分解出磷酸和特定的化合物，形成屏障，促使燃

烧变得更加困难，从而提高了阻燃性能；

2.热稳定性好：磷系阻燃剂具有良好的热稳定性，能够在高温下发挥作用，并抵御长

期暴露在空气和光线下的影响；

3.环保性高：磷系阻燃剂不仅具有高效性，而且还能够降低有害物质的生成，减少烟

雾和毒气的排放，避免对环境的污染；

4.易加工性：磷系阻燃剂与聚合物具有良好的相容性，可通过加工方法（例如挤出、

注塑、吹塑等）实现简单的混合。

聚氨酯中磷系阻燃剂按照化学结构和源头可以分为有机磷系和无机磷系两种。

有机磷系阻燃剂包括聚酰胺酯、聚乙二酸丁酯、三聚磷酸酯等。有机磷酸酯阻燃剂的

阻燃效果好，但对聚氨酯材料的透明度和力学性能影响较大。与有机磷酸酯相比，聚酰胺

酯的阻燃效果较差，但可以在不影响聚氨酯材料的透明度和力学性能的情况下实现阻燃。

无机磷系阻燃剂包括氢氧化铝、氧化磷、红磷、氧化锆磷酸盐等。这些无机磷系阻燃

剂的阻燃效果好、热稳定性高，但缺点是制备过程中复杂，生产成本较高。

磷系阻燃剂在聚氨酯中起到的作用机理复杂。一般来说，磷系阻燃剂作为两种化合物

之间的催化剂，通过以下机理实现阻燃作用。

1.化学吸收防止燃烧发生

磷系阻燃剂通过化学吸收，将聚氨酯中的氧气吸收并与磷系阻燃剂反应，形成磷酸盐

防止燃烧发生。

2.向反应气氛中产生不易燃烧的气体

磷系阻燃剂通过分解生成不易燃烧的气体，在防止燃烧的基础上，还可以影响火灾发

生时产生的烟雾和毒气。

3.产生固态止燃剂

磷系阻燃剂可以通过化学反应、加速聚合物分子交联，形成固态止燃剂，防止燃烧继

续蔓延。

聚氨酯材料磷系阻燃剂研究的关键在于如何在改善材料性能的同时实现阻燃。目前，

聚氨酯中磷系阻燃剂的研究主要包括以下几个方面。

1.磷系阻燃剂的种类和用量

不同种类的磷系阻燃剂对聚氨酯的阻燃效果不同，而且不同用量的磷系阻燃剂也会对

聚氨酯的物理性能产生影响。因此，在研究磷系阻燃剂的应用时需要合理选择阻燃剂的种

类和用量。

2.磷系阻燃剂的表面改性

磷系阻燃剂在改造聚氨酯阻燃的同时，还可以通过表面改性，提高材料的耐热性、耐

久性和机械性能。表面改性技术主要包括表面包覆和化学改性。

3.磷系阻燃剂与其它阻燃剂的协同应用

在研究聚氨酯阻燃时，磷系阻燃剂可以与其他阻燃剂协同应用，以获得更好的阻燃效果。例如，磷氮阻燃剂和纳米氧化铝的组合，可实现聚氨酯材料既具有优异的力学性能，

又具有良好的阻燃性能。

四、结论

磷系阻燃剂应用在聚氨酯材料中可以有效地提高聚氨酯材料的阻燃性能。但是，在研

究磷系阻燃剂应用时需要注意阻燃剂的种类和用量、表面改性等因素。同时，在聚氨酯材

料阻燃研究中，还需要通过阻燃剂与其他阻燃剂的协同应用，有效地提高材料的阻燃性能。随着磷系阻燃剂的应用不断深入，相信聚氨酯材料的阻燃性能将得到不断提高，从而拓展

聚氨酯材料的应用范围。