聚氨酯泡沫塑料的阻燃
聚氨酯的燃烧和阻燃
聚氨酯的燃烧和阻燃聚氨酯材料是由碳—碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。
用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见。
由于它们处在各种各样的环境之中，引发火灾的几率较高。
由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性，已成为消防安全密切关注的重点之一，对有关聚氨酯产品及生产制定了日益严格的阻燃标准和法规。
同时，聚氨酯产品的生产所使用的大量原料多属于有机化合物和聚合物，也同属于可燃物之列，而在生产中使用的许多原料助剂，如有机溶剂及其配置的涂料、脱模剂等，因闪点、着火点较低，都存在不同程度的燃烧隐患；此外，在大型软质聚氨酯块泡的生产中，由于使用高水量配方生产低密度泡沫体产生的热量多而泡沫体的散热性差，因此在贮存过程中，由泡沫体产生自燃而引发的火灾也曾有发生。
由聚氨酯泡沫体等燃烧产生的火灾危害，不仅来源于燃烧本身产生的大量热辐射而引发的火焰的蔓延和扩大，同时还来源于燃烧时产生的烟雾和分解释放出来的诸多有毒气体。
许多火灾报告指出：由燃烧烟雾和有毒气体造成人员伤亡的比例远远高于真正燃烧本身造成的伤亡人数。
因此，为保证生产过程和使用过程中的防火安全，必须系统地研究该类产品的燃烧机理、检测方法以及阻燃办法，制定产品的生产、使用安全标准和法规。
下面，洛阳天江化工新材料有限公司将就聚氨酯泡沫的燃烧机理以及阻燃方法这两方面为大家进行简单介绍。
一、燃烧机理在聚氨酯产品中，由于聚氨酯泡沫塑料的质量轻、体积大且传热系数低、最易发生燃烧，因此将它作为燃烧行为的研究对象最具有代表性。
一般物质的燃烧行为基本可分为三个阶段：第一个阶段为物质引燃和火焰蔓延的初期阶段；第二个阶段为物质的完全燃烧的发展阶段；第三个阶段则为火焰衰减、燃烧熄灭的最终阶段。
洛阳天江化工新材料有限公司在这里告诉大家，物质引燃的难易程度是物质燃烧行为的第一表征，它与物质本身的化学结构、组成、传导能力、热分解温度以及反应所产生的气体和液滴的助燃程度等因素有关。
聚氨酯泡沫塑料的阻燃
聚氨酯泡沫塑料的阻燃聚氨酯泡沫塑料由于含可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大，未经阻燃处理的聚氨酯是可燃物，遇火会燃烧并分解，产生大量有毒烟雾，给灭火带来困难。
特别是聚氨酯软泡开孔率较高，可燃成分多，燃烧时由于较高的空气流通性而源源不断地供给氧气，易燃且不易自熄。
聚氨酯泡沫塑料的许多应用领域如建筑材料、床垫、家具、保温材料、汽车座垫及内饰材料等，都有阻燃要求。
国外对聚氨酯泡沫材料的阻燃相当重视，颁布了许多有关阻燃的法规和阻燃标准。
在我国，对用于飞机、轮船、铁路车辆、汽车、其它重要场所及设施的聚氨酯泡沫，先后都提出了阻燃要求，且很多已采用了阻燃级聚氨酯泡沫[1]。
所谓阻燃，实际上指达到某种规范或某种试验方法的一个具体标准，塑料的“阻燃”或“难燃”一般只是对于小火而言，在大火中仍能燃烧。
不过阻燃性能好的泡沫塑料遇小火年自熄，不易引起火灾；在火灾中，由于燃烧性能的降低，可降低火灾蔓延及产生刺激性有毒烟雾的危险。
已有大量的文献综述阻燃剂在聚氨酯泡沫塑料中的应用[1～3]，现根据部分文献数据，对聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术作一简单的综述。
1997年颁布国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624-1997）（以下简称《标准》），于1997年4月1日实施，规定中的氧指数、垂直燃烧法、烟密度3项指标，更为严格的测定硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能，即用着火性、火焰传播性，烟密度3项综合指标衡量材料的阻燃性能。
B1等级材料指标：1）氧指数大于32%；2）平均燃烧时间30s，平均燃烧高度小于250mm；3）烟密度等级SDR＜75。
1 阻燃原理一般，通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性，以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。
也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。
阻燃剂必须具有以下一种或数种功能：能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质；能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质；可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。
聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板的区别
聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板是建筑工程中常用的两种材料，它们在性能和应用方面存在一些区别。
首先，聚氨酯泡沫板是一种硬质泡沫塑料，具有轻质、高强度、隔热隔音的特点。
它由聚氨酯预聚体与发泡剂经过反应发泡而成，具有良好的保温性能和抗压能力。
聚氨酯泡沫板还具有较好的阻燃性能，能够有效阻止火焰蔓延并减少烟气产生。
这使得聚氨酯泡沫板在建筑墙体、屋面、地面、冷库等领域得到广泛应用。
而聚苯乙烯泡沫板是一种白色发泡塑料，可以分为挤压板和模压板两种类型。
它的主要优点是保温性能好，能够有效阻挡热传导，降低能耗。
此外，聚苯乙烯泡沫板还具有质轻、易施工、不吸水、耐腐蚀等特点。
由于其良好的保温性能和方便的施工性，聚苯乙烯泡沫板在建筑外墙保温、屋面保护、冷库保温等领域得到广泛应用。
尽管聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板在一些方面有相似之处，但它们在材料特性和应用领域上还是有一些区别。
首先，聚氨酯泡沫板相对于聚苯乙烯泡沫板来说，更加坚硬且具有良好的抗压能力。
这使得聚氨酯泡沫板在需要承重、抗压的建筑部位更为适用，例如地面保温。
其次，聚氨酯泡沫板的阻燃性能更好，能够有效减少火灾的发生和蔓延，因此在一些对防火安全要求较高的场所，如电力设施、船舶建造等方面有着广泛的应用。
不过，聚苯乙烯泡沫板在保温性能方面稍逊于聚氨酯泡沫板。
聚氨酯泡沫板的导热系数比聚苯乙烯泡沫板要低，因此在对保温性能要求较高的工程中，多采用聚氨酯泡沫板。
最后，聚苯乙烯泡沫板的施工性能更好。
由于聚苯乙烯泡沫板具有较低的密度和良好的柔韧性，施工过程更加便捷高效。
而聚氨酯泡沫板的施工相对复杂，需要进行现场灌注，工艺要求较高。
总结来说，聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板有着各自独特的特点和适用领域。
选择合适的材料要根据具体工程的需求和要求。
在建筑领域中，聚氨酯泡沫板多用于地面保温、电力设施、船舶建造等场所；而聚苯乙烯泡沫板则适用于外墙保温、屋面保护等方面。
在实际应用中，我们应综合考虑各项因素，选择最合理的材料，以达到最佳效果。
[讲解]PU燃烧性能
![[讲解]PU燃烧性能](https://img.taocdn.com/s3/m/9cbd10015e0e7cd184254b35eefdc8d376ee1493.png)
聚氨酯硬泡保温材料阻燃技术聚氨酯硬质泡沫板材以具有容重强度高、吸水率小、低温或高温尺寸稳定性好、使用寿命长、绝热性能优异等特点,广泛应用于石油、化工、建筑、包装、冷藏、军工、航天、航空、交通运输、工业造型设计等诸方面作结构材料和绝热材料。
随着人们对聚氨酯研究越来越深,聚氨酯的优异性能逐渐得到了认识和使用。
然而聚氨酯硬泡材料在生产、施工和使用中的火灾事故屡有发生,给人们的生命和财产造成了严重危害。
本文笔者以2003年青岛“4·5”火灾和2004 年青岛丰旭实业有限公司青州分公司“4·22”火灾为例,分析聚氨酯泡沫材料(简称PU)在生产、施工和使用中存在的火灾危险性,给出聚氨酯泡沫材料的阻燃方法和在生产、施工和使用中的火灾防范措施。
一、聚氨酯硬泡材料推广使用趋势在我国改革开放,社会文明日新月异的背景下,中国经济发展取得举世瞩目的成就,但这种令世人瞩目的快速增长有2 /3是在对生态环境透支的基础上实现的。
在中国消耗的能源中,建材及建筑耗能占47. 3%。
经济发展离不开资源的支撑,资源的承载能力也制约着经济的发展,因此,建设部决定在全国全面推广新型建筑节能技术,到2020年,我国住宅和公共建筑建设的资源消耗水平要接近或达到现阶段中等发达国家的水平。
建设部科学技术司梁俊强处长明确表示:“发展节能省地型住宅和公共建筑是建筑业、建材业可持续发展必然要求,提高各级政府与民众对建筑节能的认识十分必要。
推广聚氨酯在建筑中的应用,将有助于缓解日益紧张的能源状况,推动绿色产业的深入发展,国家也将在立法和政策上支持建筑节能材料的生产和应用。
”聚氨酯硬泡材料(简称PU硬泡)是目前国际上性能最好的保温材料,原料方面,中国是拥有生产异氰氨酯这一高新技术自主知识产权的五个国家之一。
硬质聚氨酯具有重量轻、导热系数低、耐热性好、耐老化、容易与其它基材黏结、燃烧不产生溶滴等其它材料不可比拟的优异性能,广泛用作建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等的保温隔热材料。
pu阻燃剂
和其他大多数高分子材料一样，聚氨酯不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全。
所以，一般通过各种方法，使聚氨酯制品具有一定的阻燃性。
添加阻燃剂是最常用的方法，阻燃剂是聚氨酯材料的重要助剂。
一、卤代磷酸酯卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛、效果显著的一大类添加型有机阻燃剂。
多数卤代磷酸酯常温下有液态，使用方便，与多元醇有良好的相容性，且价格适中。
卤代磷酸酯阻燃剂的品种非常多，我们就对常用的几种分别作一下介绍。
1、三(2-氯乙基)磷酸酯三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是一种添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用。
但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久。
它的缺点是用量较大，如果用量超过15%时，泡沫塑料的物性则有下降现象。
TCEP广泛用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，在聚氨酯硬泡或半硬泡中添加10%TCEP可获得显著的效果。
使用TCEP降低硬泡的脆性，而不削弱泡沫的抗蚀性。
当TCEP用于聚氨酯软泡，例如阻燃改性高回弹泡沫，TCEP可与三聚氰胺结合使用。
TCEP可作为一个单独组分在发泡过程中直接注入混合头，也可在发泡前与聚醚多元醇混合，同时可降低多元醇组分黏度。
TCEP是应用最早、最广也是最便宜的阻燃剂，它具有较好的抗水解性和较高的阻燃效率，但容易挥发损失，阻燃持久性较差。
生产厂家：美国雅保(Antiblaze 100)，德国科莱恩，美国康普顿集团公司，江都大江，江苏雅克等。
2、三(2-氯丙基)磷酸酯三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)是一种添加型阻燃剂，兼具有良好的增塑作用。
由于分子内同时含有磷、氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。
因为磷氯含量比TCEP低，因此它的阻燃效果也相对减弱。
TCPP主要用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂。
一般较多的用于聚氨泡及PIR硬酯硬泡中，也用于聚氨酯软泡。
用于聚氨酯软泡时持久性不好，但不会使泡沫发生焦烧现象。
无卤低烟低毒阻燃聚氨酯泡沫塑料
!!江苏化工!"""年#月无卤、低烟、低毒阻燃聚氨酯泡沫塑料$欧育湘（北京理工大学阻燃材料实验室，"###$"）目前，我国生产的阻燃聚氨酯泡沫塑料多以液态的含卤磷酸酯为阻燃剂，此类阻燃剂的阻燃效率尚不够令人满意，材料燃烧时生成的烟量及有毒和腐蚀性气态产物较多，对环境不友好。
最近，德国%&’()’*+公司推出了,类无卤磷系阻燃剂-".，一类以聚磷酸铵（/00）为基，牌号为123&)+/00，有$个品种；一类以无卤有机磷化合物（40）为基，牌号为123&)+40，有5个品种；一类以红磷（60）为基，牌号为123&)+60，有"#个品种。
其中的123&)+/05!!、5!,及57!，123&)+4088#，123&)+6078!均已用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，123&)+/058!（90）及:8#正试验用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，但123&)+/058!（90）目前还只是试生产产品，不过短期内即可工业化。
$%&’()*系列无卤阻燃剂的特点及组成123&)+系列无卤阻燃剂是最近二三年才正式销售的，其中有些牌号仍处于试生产和试用阶段，但从已有的应用结果来看，此系列阻燃剂具有下述特点-!.：（"）以其阻燃的高聚物燃烧或受高热时产生的烟量及腐蚀性和有毒气体量均很低；（!）阻燃效率高，用量低，对基材性能影响小；（,）与基材相容性好，渗出性低；（5）抗老化性能甚佳，被阻燃材料在使用期间性能稳定；（8）有利于阻燃材料的回收处理。
123&)+无卤阻燃剂的组成、特性和应用范围见表"。
!阻燃软质聚氨酯泡沫塑料以123&)+4088#阻燃的软质聚氨酯泡沫塑料（聚醚型），阻燃性持久，在制品使用期间一直保持原有的阻燃性能，渗出性极低。
同时，阻燃塑料的机械性能仅比未阻燃者略有下降，燃烧或受高热时生成的烟量及腐蚀性和有毒气体量也较低。
聚氨酯泡沫塑料的用途
聚氨酯泡沫塑料的用途
聚氨酯泡沫塑料是一种高分子聚合物，具有多种优良特性，广泛应用于多个领域。
以下是其主要用途：
保温隔热：聚氨酯泡沫塑料是一种优秀的保温材料，其闭孔结构使得热传导系数较低，具有良好的保温性能。
这种材料广泛应用于建筑、冷库、船舶、汽车等领域的保温隔热。
吸音降噪：由于聚氨酯泡沫塑料的多孔性，它可以吸收声波，达到降低噪音的效果。
密封防水：聚氨酯泡沫塑料具有良好的密封性能，可以有效地防止水和潮气的侵入。
这种性能使其在建筑、水利工程、隧道等领域得到广泛应用。
增强支撑：聚氨酯泡沫塑料具有一定的强度和支撑能力，可以增强建筑物的结构稳定性。
防火隔热：聚氨酯泡沫塑料具有优良的阻燃性能，能在火灾中起到一定程度的隔热和防火效果。
抗震缓冲：由于其轻质、多孔的结构，聚氨酯泡沫塑料可以有效地吸收地震能量，起到抗震缓冲的作用。
填充材料：聚氨酯泡沫塑料可以作为填充材料用于汽车、飞机、船舶等交通工具的内部结构中，起到减重、隔音、保温等作用。
制作家具：聚氨酯泡沫塑料还常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具等的制作，因其具有良好的弹性和柔软性。
此外，聚氨酯泡沫塑料还可以用于精密仪器、贵重器械、高档工艺品的缓冲包装或衬垫缓冲材料的制作，以及精致的、保护性极好的包装容器的制作。
总之，由于其多种优良性能，聚氨酯泡沫塑料在许多领域都有广泛的应用。
各类聚氨酯阻燃剂特性分析
和其他大多数高分子材料一样，聚氨酯不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全。
所以，一般通过各种方法，使聚氨酯制品具有一定的阻燃性。
添加阻燃剂是最常用的方法，阻燃剂是聚氨酯材料的重要助剂。
一、卤代磷酸酯卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛、效果显著的一大类添加型有机阻燃剂。
多数卤代磷酸酯常温下有液态，使用方便，与多元醇有良好的相容性，且价格适中。
卤代磷酸酯阻燃剂的品种非常多，我们就对常用的几种分别作一下介绍。
1、三(2-氯乙基)磷酸酯三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是一种添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用。
但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久。
它的缺点是用量较大，如果用量超过15%时，泡沫塑料的物性则有下降现象。
TCEP广泛用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，在聚氨酯硬泡或半硬泡中添加10%TCEP可获得显著的效果。
使用TCEP降低硬泡的脆性，而不削弱泡沫的抗蚀性。
当TCEP用于聚氨酯软泡，例如阻燃改性高回弹泡沫，TCEP可与三聚氰胺结合使用。
TCEP可作为一个单独组分在发泡过程中直接注入混合头，也可在发泡前与聚醚多元醇混合，同时可降低多元醇组分黏度。
TCEP是应用最早、最广也是最便宜的阻燃剂，它具有较好的抗水解性和较高的阻燃效率，但容易挥发损失，阻燃持久性较差。
生产厂家：美国雅保(Antiblaze 100)，德国科莱恩，美国康普顿集团公司，江都大江，江苏雅克等。
2、三(2-氯丙基)磷酸酯三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)是一种添加型阻燃剂，兼具有良好的增塑作用。
由于分子内同时含有磷、氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。
因为磷氯含量比TCEP低，因此它的阻燃效果也相对减弱。
TCPP主要用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂。
一般较多的用于聚氨酯硬泡及PIR硬泡中，也用于聚氨酯软泡。
用于聚氨酯软泡时持久性不好，但不会使泡沫发生焦烧现象。
- 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)。
聚氨酯泡沫塑料的阻燃
聚氨酯泡沫塑料是一种广泛应用于建筑、交通工具、电子电器、包装等领域的材料。
与传统的聚苯乙烯泡沫塑料相比，聚氨酯泡沫塑料具有更高的强度和较好的防潮、防水性能。
但是，聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能却较差，易引起火灾事故。
因此，在提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能方面，进行了大量的研究。
聚氨酯泡沫塑料的阻燃机理
聚氨酯泡沫塑料的基础材料是聚异氰酸酯（Polyisocyanurate）。
在生产过程中，需要将异氰酸酯与多元醇反应，生成聚氨酯多元醇（Polyurethane）。
在加入膨胀剂后，聚氨酯多元醇开始氧化聚合反应，生成大量水和二氧化碳，从而形成泡沫结构。
然而，聚氨酯泡沫塑料在长时间高温的条件下，易引发燃烧。
由于聚氨酯泡沫塑料中含有大量的烃类有机物，燃烧后会产生大量有害气体，从而对环境和人体健康造成极大的危害。
因此，提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，对于减少火灾事故和保护环境具有极其重要的意义。
提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能的方法
1.添加阻燃剂
在聚氨酯泡沫塑料的生产过程中，可以添加阻燃剂。
阻燃剂是一种可以减少燃烧或延缓燃烧的添加剂。
在实验室的测试中，添加阻燃剂确实能够显著提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能。
然而，阻燃剂的添加量过大会影响泡沫的物理性能，从而降低泡沫的强度和密度，使其难以正常使用。
因此，在实际应用中，需要选择合适的阻燃剂，准确控制添加量。
2.添加无机材料
另一种提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能的方法是添加无机材料，如纳米氧化铝、纳米钛白粉等。
这些无机材料能够单独或者与阻燃剂共同作用，产生化学反应，从而减缓聚氨酯泡沫塑料燃烧的速度。
添加无机材料能够显著提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，且不会对泡沫的物理性能产生不利影响。
3.改变聚氨酯的结构
改变聚氨酯的结构也是提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的一种方法。
例如，通过选择合适的异氰酸酯和多元醇，可以得到不同结构的聚氨酯，从而影响其燃烧机理和热分解性能。
同时，也可以通过改变材料的配方、工艺等方法来调整其物理性能和化学性能，从而提高其阻燃性能。
结论
聚氨酯泡沫塑料是一种广泛应用的材料，但其阻燃性能却较差。
在实际应用中，为了减少火灾事故和保护环境，需要采取措施来提高其阻燃性能。
添加阻燃剂、添加无机材料和改变聚氨酯的结构等方法可以有效提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，但需要在合适的添加量和条件下进行。
在今后的发展中，还需
要加强对聚氨酯泡沫塑料阻燃机理的研究，为其改进和应用提供更加科学的支持。