聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术

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阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法

阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法
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

聚氨酯泡沫塑料的燃烧性能试验方法比较

聚氨酯泡沫塑料的燃烧性能试验方法比较

沫塑料 由于 自身 的特 点 ,在 有火源 的情 况下 容 易被 点
根据 聚氨 酯泡沫 塑料 的功 能和用 途 , 当使用在 墙
燃 ,火 焰传 播迅 速 ,并且 伴 随大量 的烟气 产 生 。国 内 面 及 吊顶 时 ,主 要进 行 难燃 竖 炉和 烟 密度 试 验 。表 t B 6 4 t 9 建筑 材料燃 烧 性能分 级方 近 几年 的不 少火 灾都 是 由聚氨酯 泡沫 塑料 引起 , 并造 中列 出了 G 8 2 一 9 7 《
维普资讯
■P U技术
聚萤醑泡沫塑料的
燃烧胜 能试验 方 , l  ̄ i: i Eli '
曾绪彬 圜家防火建筑 材料 临督检 验 中心
卢国建 公安部 四川消防研究所
【 要 】本 文 介绍 了聚氨 酯泡 沫 颦料燃 烧 性 能的主 要 试验 方法 ,通 过埘 我 围 摘
新旧两套材料燃 烧性能分级 体系 中相关试验 疗法 的比较 , 指出 了旧体系 在评价 聚氨酯 泡沫 塑料火灾危险性 L 存在的不足 , 同时也时论 _ 用新的分级体系来 评价聚氨酯泡 『 采
沫 料燃 烧 性 能的合 理性 和科 学性 。 关键 词:聚氨酯 、泡沫 、试验 方法 、火 灾 、评价 。
1 前言 .
是 , 由于聚氨 酯 泡沫 塑料 在建筑 物 中 的应用广 泛 ,而
随着人们生活水平和 建筑物节 能要求 的提高 , 聚氨 在不 同的建筑 或建 筑物 的 不 同部位 使用 时 ,其火 灾危 酯泡沫 塑料得到 了广泛 的应 用 。 由于聚氨 酯泡沫具 有 良 险性 是不 一样 的 ,所 以如 何正确 评 价泡沫 塑 料 的燃 烧 好 的保温 隔热 、易加工 、质轻 、施 工方便等优 点 ,聚氨 性能 及火 灾危 险性 变得 很重 要 。下 面对 聚氨 酯泡沫 塑 酯泡沫 塑料的应用 得到 了飞速 的发展 , 不但被广 泛地应 料相 关 的燃 烧 性能 试验 方法 作一 比较 。 用于工业建 筑设施 , 而且还越 来越 多地 应用在 民用建筑 设施 的墙 体和屋面保温 隔热及建 筑空调 管道系统上 , 聚

塑料阻燃性能测试方法和标准..

塑料阻燃性能测试方法和标准..
阻燃科学与技术
塑料阻燃性能测试方法和标准
现行的大多数评价材料阻燃性能的测试方法,大都 是小型试验(bench scale),其试验结果不能用来 全面衡量材料在真实火灾中的实际行为,而只能用 来在试验条件下相对比较不同材料的阻燃性,且即 使这种比较也是有一定局限的。 这种小型测定法仍然为各国所普遍采用和用于工业 产品阻燃性能的评价,并已为国际和一些国家组织 颁发为标准。

测定-测定前,试件应在21℃,相对湿度低于55%下 保持48h。试验时试件系平稳放置于室内一角的称量 台上,以四方形丙烷点火器点燃试件80s。 满足下述两组试验结果的材料可通过TB133试验: 第一组: 天花板下气体温度上升值≤111.1℃; 室中心1.22m高处气体温度上升值≤27.8℃; 室中心1.22m高处烟雾不透明度≤75%; 室内气体中一氧化碳含量大于或等于0.1%的时间不 超过5min; 试件10min内燃烧失重≤1.36kg。

测定泡沫塑料可燃性的大型试验(CAL TB133法) 用于测定公共场所和具有高度危险场所的座椅沙发 (聚氨酯泡沫塑料)阻燃性的大型燃烧试验。 装置-燃烧试验室,3.66m(长)×3.05m(宽) ×2.44m(高)。门外装有排气罩,罩上接直径 0.41m排气管和洗气管。排气管上装有热电偶温度 计、流速计、烟雾计及燃烧气体取样器。在试验室 天花板上也装有热电偶温度计及燃烧气体取样品。 试样-聚氨酯泡沫塑料座椅沙发实物或座垫实物。

UL 94V-0、V-1、V-2垂直燃烧测定判别指标
V-0 V-1 5 2 10 30 50 否 否 5 2 30 60 250 否 否 V-2 5 2 30 60 250 是 否
试样燃烧行为 试样数 点燃次数 每次点燃后单个试样最长有焰燃烧时间/s 第二次点燃后单个试样最长无焰燃烧时间/s 5个试样10次点燃后最长有焰燃烧总时间/s 有无熔滴和熔滴是否引燃棉花 是否燃烧到固定夹

聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策(正式)

聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策(正式)

编订:__________________审核:__________________单位:__________________聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-1675-19 聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。

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【摘要】通过对聚氨酯泡沫塑料火灾危险性的分析,结合典型火灾案例,提出了在冷冻、冷藏库(间)建筑和通风、空调管道等部位使用聚氨酯泡沫塑料作为保温隔热材料时,应在技术上和管理上采取的消防安全管理对策。

【关键词】聚氨酯;火灾危险性;消防管理对策聚氨酯泡沫塑料是聚氨基甲酸乙酯树脂(polyurethaneresin)泡沫塑料的简称,其导热率仅为软木或聚苯乙烯泡沫塑料的40%左右,有足够的强度、耐油性和粘接能力,是优良的隔热材料,广泛应用于医用包扎品、工业环境实验室、建筑通风、空调管道以及食品行业冷冻、冷藏库(间)作为保温隔热材料,坚硬性的聚氨酯泡沫塑料还可以用于建筑物绝缘结构。

但是,在使用中如不加以注意,极易引发火灾事故。

2000 年4 月22 日,山东省青州市的丰旭实业有限公司肉食鸡加工车间发生火灾,造成38人死亡、20人受伤的特大恶性事故,经公安消防机构查明,火灾原因就是日光灯镇流器过热,引燃聚氨酯泡沫塑料保温材料所致。

发泡与阻燃等级

发泡与阻燃等级

阻燃剂对发泡效果的影响
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。

加阻燃剂延缓了泡沫的热分解,使得起始分解温度提高。

在一定程度内,泡沫中阻燃剂含量越高,则阻燃性越高。

阻燃剂对制品的某些物性有不良影响,所以一般应在保证泡沫物性的前提下,尽可能少地使用阻燃剂而达到阻燃效果。

阻燃剂的加入对发泡工艺的影响不大,但由于阻燃剂的增塑作用,将使得泡沫的硬度降低;并且阻燃剂添加量多时会明显延缓发泡时间,这些因素在设计配方时需加以考虑。

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。

B2等级材料指标:1)氧指数大于26%;2)平均燃烧时间<90s,平均燃烧范围<50mm
B3易燃性。

阻燃型硅油表面活性剂对聚氨酯泡沫阻燃性能的影响

阻燃型硅油表面活性剂对聚氨酯泡沫阻燃性能的影响
阻燃型硅油表面活性剂 对聚氨酯泡沫阻燃性能的影响
◆ 吴卫东 德固赛(中国)有限公司
一、硅油阻燃性能介绍 1 、聚氨酯泡沫的燃烧性能
有关火焰燃烧和发展的一般机理
硅油分解原理
2 、硅油表面活性剂的燃烧性能 硅油表面活性剂的燃烧性能
改性硅油表面活性剂的结构
硅油表面活性剂的分类 常规型
- Tegostab B8123 高活性,无阻燃效果,适合低 密度泡沫。
www. puworld. com 67
PU 技术·P U 技术·蓖麻油基聚氨酯 - 聚丙烯酸酯复合乳液研究
二、试验数据 1 、配方 配方表 1
2 、阻燃试验 阻燃性能检测用的仪器标准
Novaflex Pilot Line - CO2 发泡试验配方及条件 配方表 2
3 、硅油表面活性剂品种 TEGOSTAB ® B 8255 TEGOSTAB ® B 8238, TEGOSTAB ® B 8221 实验室产品 PES 1 至 PES 5 TEGOSTAB ® B 8239
三、实验结果 1 、实验室结果 (1)实验室结果 – 活性
用于 CAL 117 and MVSS检测的配方
(2)实验室结果 - Cal 117
(3)实验室结果 - Cal 117
用于 BS 5852 (Crib 5)检测的配方
68 环球聚 氨 酯 网
PU 技术·PU 技术·蓖麻油基聚氨酯 - 聚丙烯酸酯复合乳液研究
通用型 - Tegostab B8255 中高活性,有一定的阻燃效
果,适合中等密度的泡沫。 阻燃型 - Tegostab B8238 中低活性,阻燃效果好,适合
高密度泡沫。
3 、改进方案 改进型硅油表面活性剂性能 TEGOSTAB ® B 8255 一个通用型,具有高活性优秀泡沫孔径结构的硅油表 面活性剂。 TEGOSTAB ® B 8238 具有很好的阻燃性能的表面活性剂,单独使用可减少 阻燃剂的用量。 结合上述两种产品优点: 减少阻燃剂的用量,同时具有较高的泡沫性能结构的 表面活性剂。

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值与阻燃性能的相关性

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值与阻燃性能的相关性

1 实验部分
1 . 1原 料
聚 醚 多元 醇 组 合料 及 二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯
( MD I ),巴斯夫 公司 ;E G,AD T 2 4 9 ,石 家庄 科
鹏 阻燃 材 料厂 ; Ⅱ型 AP P,杭 州捷 尔思 阻燃 化 工 有 限公 司 ;TC P P,江 苏雅 克科 技股份 有 限公 司 ; MC A,岳 阳石油化工总厂。

燃烧热 值 ( Ho C )是指单 位质量物 质完 全燃烧
后冷 却到原来温 度所释放 的热 ,由物质 的化 学结构
再与 1 0 5份 MDI
混合搅拌 反应,于ຫໍສະໝຸດ 具 中发泡成型 。R P uF样品密
中国阻燃 2 0 1 3第6 期 9
l 论文选编 l
表1 四种阻燃剂的燃烧热值 、化学式 碳含量及 结构式
发挥 阻燃作用 ,通过 复配达到有效 提高 阻燃 R P UF
的氧 指数、减少 热释 放及产烟 量 ,且显著 降低其燃
烧热值 ,以满足法规要 求是 目前阻燃 RP UF研究与 发展 中的技术瓶颈 。
1 . 2试样制备
采 用手工一步发泡 法 ,将 4 0份的 阻燃 剂与 1 0 0 份 聚 醚 多元 醇 组 合料 混 合 均匀
结 构 式
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聚氨酯硬质泡沫塑料垂直燃烧性能的影响因素

聚氨酯硬质泡沫塑料垂直燃烧性能的影响因素

聚氨酯硬质泡沫塑料垂直燃烧性能的影响因素摘要:笔者通过以聚醚多元醇、异氰酸酯作为实验的主要材料,通过添加阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)、三聚氰胺等按成了对聚氨酯硬质泡沫塑料的制备,并探讨异氰酸酯指数、水、三聚氰胺和DMMP的用量对于聚氨酯硬质泡沫塑料垂直燃烧性能的影响程度,最后从实验中进行总结。

关键词:聚氨酯泡沫塑料垂直燃烧性能一、引言笔者首先阐述本文中影响垂直燃烧性能的因素相关介绍:三聚氰胺作为一种含氮元素的阻燃剂,其工作原理主要通过分解吸热来达到阻燃的目的。

而DMMP 则是一种磷含量较高的业态阻燃剂,其磷元素的含量达到了25%以上(如无特殊说明,本文的百分数均指质量分数),DMMP与聚氨酯的相容性较高,是一种理想的阻燃剂,再加上DMMP的添加量相对偏低,但是其阻燃效果比较突出,是性价比相当高的一种产品。

在采用氮系三聚氰胺和磷系的DMMP阻燃剂进行配比时,要注意成分比例恰当,以便发挥聚氨酯制品的优点,进一步提高其阻燃性。

笔者选择在实验中以聚醚多元醇、异氰酸酯作为实验的主要材料,尝试改变水、DMMP、异氰酸酯指数和三聚氰胺的用量,来分析其对聚氨酯硬质泡沫塑料垂直燃烧性能的影响。

二、实验设计1.所需原料DMMP(工业品),上海泽清化工有限公司;异氰酸酯(工业品),YT-2130,烟台市锦程安装防腐保温工程有限公司;三聚氰胺(工业品),吴江市鑫恒精细化工有限公司;聚醚多元醇(工业品),SY-2303,广州文龙化工有限公司;纳米二氧化硅(分析纯),太仓市欣鸿化工有限公司。

2.样品制备本实验以水、DMMP、异氰酸酯指数和三聚氰胺的用量为研究因素:水的用量分别为1.0、2.0、3.0、4.0份,DMMP的用量分别为20、25、30、35份,异氰酸酯指数(即为异氰酸酯与聚醚多元醇的当量比)的用量分别为1.05、1.10、1.15、1.20,三聚氰胺的用量分别为20、25、30、35份。

首先按比例依次称量实验所需的纳米二氧化硅、水、DMMP、聚醚多元醇、三聚氰胺和其他的实验材料,通过超声振荡分散并均匀混合后作为A组;纳米二氧化硅和二甲基硅油称取异氰酸酯作为B组;最后将A、B两组相互混合,通过高速电动搅拌使其得到充分混合,直至混合液的颜色即将发表,并将其倒入模具中进行发泡,等到泡沫完全熟化后再测定相关的性能。

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聚氨酯泡沫塑料的阻燃刘益军柏松(江苏省化工研究所南京210024)摘要:简要介绍了对多孔性材料聚氨酯泡沫塑料进行阻燃处理的重要性,并对各类阻燃剂的阻燃机理以及聚氨酯泡沫塑料阻燃研究领域的技术进展进行了介绍。

较全面地综述了改善软质和硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的方法,包括:各种添加型阻燃剂和反应型阻燃剂的特点及使用效果,不同阻燃剂的协同作用,引入异氰脲酸酯基团对硬泡阻燃性能提高,采用阻燃剂溶液浸渍开孔泡沫塑料等。

关键词:聚氨酯;泡沫塑料;阻燃剂;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。

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。

在聚氨酯泡沫中,含磷阻燃剂主要在凝聚相发挥作用,磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体,使其转化成不易燃烧的炭化物,泡沫体中磷(P)含量达1.5%左右时即可获得较佳的阻燃效果。

含卤素阻燃剂主要在气相中发挥作用,卤素是泡沫塑料燃烧反应的链终止剂,在塑料燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应。

据有关资料,为使泡沫获得较满意的阻燃性能,泡沫体中溴(Br)质量分数应达12%~14%,或氯(Cl)质量分数达18%~20%。

当磷-卤联用时,由于存在一定的协同效应,故0.5%P+(4%~5%)Br 或1%P+(8%~12%)Cl即可使聚氨酯泡沫具有自熄性[1]。

典型的磷-氮阻燃体系可由聚磷酸铵和三聚氰胺等组成,在泡沫受热初期,阻燃剂分解产生磷酸等,它与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气;在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体,使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。

氢氧化铝中含有大量的结晶水(质量分数可高达34%),结晶水在泡沫塑料生产过程中很稳定,但在泡沫塑料燃烧温度时将快速分解,吸收燃烧热,并在火源和泡沫间形成不燃性的屏障,从而起到阻燃作用。

同时,它也是一种烟气抑制剂。

2 添加阻燃剂制备阻燃泡沫塑料126人们发现,含磷、氮、卤素、锑、铝、硼等元素的塑料制品具有较好的阻燃性能。

一般可通过在制备聚氨酯泡沫塑料时在发泡配方中添加阻燃剂,使聚氨酯泡沫塑料具有一定的阻燃性能。

选择阻燃剂,除了要考虑它对制品的阻燃效果(包括长期阻燃效果、遇火时的烟雾性等),还需考虑加入阻燃剂对发泡工艺的影响,以及对制品物性的影响。

用于聚氨酯的阻燃剂有非反应性添加型阻燃剂及反应型阻燃剂两类。

2.1 添加非反应性阻燃剂聚氨酯泡沫的阻燃剂以液态阻燃剂为主。

液体阻燃剂主要是含磷、氯、溴元素的有机化合物,如三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)、四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、多溴二苯醚,等等。

固态阻燃剂如三聚氰胺、三氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐、聚磷酸铵、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰胺酯等也用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃[1]。

2.1.1 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TCEP。

它容易迁移和挥发,阻燃持久性较差。

为了减少挥发损失,可选用多氯化(多)磷酸酯和高分子量的齐聚磷酸酯,如三(二氯丙基)磷酸酯和卤代双磷酸酯。

在硬泡配方中加入20%以内的三(2,3-二氯丙基)磷酸酯,可使硬泡的氧指数达26;添加15%该阻燃剂可使软泡的阻燃性能达到UL94 HF-1或ASTM D1692阻燃要求[4]。

卤代双磷酸酯是聚氨酯泡沫塑料常用的液态低挥发阻燃剂,耐水解性和热稳定性较好,尤其适用于聚氨酯软泡的阻燃。

典型的产品有:四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯,含磷12%、氯27%,日本进口产品牌号CR505;四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯,含磷13%、氯30.5%,美国进口产品牌号Thermolin101。

其它产品如四(1,3-二氯-2-丙基)-2,2-二(氯甲基)-1,3-亚丙基二磷酸酯、四(1,3-二氯-2-丙基)-亚乙基二磷酸酯、四(2,3-二溴丙基)-1,2-亚乙基二磷酸酯,在聚氨酯泡沫特别是在软泡中具有良好的阻燃效果。

相对于100份聚醚多元醇,在配方中加入12份上述阻燃剂中的一种,可使软泡的氧指数大于23,软泡的燃烧速率降低到原来的50%以下,可使软泡自熄;添加量为20%时,水平燃烧速率下降了64%。

阻燃剂用量15~20份时,氧指数可达25 [1,5]。

甲基膦酸二甲酯是一种不含卤素的高磷液态阻燃剂,磷元素的质量分数高达25%,因此用量小,软泡中添加5%~10%的DMMP,可达到离火自熄的效果。

在硬泡加入5%的DMMP,相当于加入14%TCEP 或加入18%磷酸三(2,3-氯丙基)酯所达到氧指数24.5的相似阻燃效果[6]。

加阻燃剂延缓了泡沫的热分解,使得起始分解温度提高[7]。

在一定程度内,泡沫中阻燃剂含量越高,则阻燃性越高。

阻燃剂对制品的某些物性有不良影响,所以一般应在保证泡沫物性的前提下,尽可能少地使用阻燃剂而达到阻燃效果。

液体添加型阻燃剂的加入对发泡工艺的影响不大,但由于阻燃剂的增塑作用,将使得泡沫的硬度降低;并且阻燃剂添加量多时会明显延缓发泡时间,这些因素在设计配方时需加以考虑。

卤代磷酸酯类阻燃剂虽然与多元醇等原料有良好的混溶性,常温下为液态,但泡沫燃烧时,阻燃剂也分解,产生大量烟雾和腐蚀刺激性气体,因此国内外近年来关注无卤阻燃剂,包括含磷、氮元素的阻燃剂及无机阻燃剂。

2.1.2 添加固态阻燃剂固态阻燃剂添加到液态原料中容易沉淀,一般在发泡前或发泡时加入。

在组合聚醚中加入固态阻燃剂后一般需不停地搅拌,以使料液均匀。

固态阻燃剂会使物料粘度增加,降低了泡沫物料的流动性,添加无机阻燃填料对泡沫性能有一定的负面影响。

颗粒越细越有利于阻燃性能的发挥,并且减轻对泡沫物性的不利影响。

表1为一磷氮复合固态阻燃剂颗粒粒径对聚氨酯软泡物性及氧指数的影响[8]。

表1 阻燃剂固体颗粒粒径对泡沫机械强度的影响颗粒直径/mm 1.0 0.8 0.6 0.4撕裂强度/N·mm-1 1.3 1.6 1.9 2.1127拉伸强度/kPa 84 92 108 125断裂伸长率/% 80 96 112 120氧指数/% 23 29 30 32注:阻燃剂用量为聚醚多元醇的30%。

由于固态颗粒的存在,某些情况不能采用混合头机械发泡。

国内外有公司开发了特殊的可混合固体粉末填料的混合头。

三聚氰胺(密胺)是一种用于模塑聚氨酯泡沫的固体阻燃剂[9],主要通过分解吸热发挥阻燃效果,在欧洲大量应用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃。

三聚氰胺研成微细颗粒,加入到聚醚多元醇中,进行发泡。

它多用于软泡的阻燃。

含膨胀性石墨的软质聚氨酯泡沫座垫,阻燃性较高,在国外被用于飞机上。

但石墨会使硬质泡沫开孔率提高,影响绝热效果。

膨胀性石墨加入量为泡沫总重的10%并加入适量磷系阻燃剂时,泡沫的阻燃性可达DIN 4102 B2级。

聚磷酸铵(APP)是一种白色微细粉末阻燃剂,德国Clariant公司开发了粉末状APP、APP在多元醇中的稳定的触变性分散体、微胶囊包复的APP、APP与含氮协效剂的混合物等形式的Exolit AP系列阻燃剂,多用于聚氨酯硬泡,也用于聚氨酯软泡。

红磷也可用于聚氨酯泡沫阻燃剂,例如Exolit RP 652是一种以红磷为基的以蓖麻油为载体的触变性分散体[10]。

山西省化工研究所研制的一种复合固态阻燃剂TU-1,是以红磷为核心、与具协调作用的其它阻燃剂复配而成的非卤复合型阻燃剂,外观为深红色固体粉末,可用于聚氨酯泡沫制品,具有良好的阻燃效果。

它在泡沫配方中用量为9份时,可使氧指数达到26.4,达到UL94V-0阻燃等级;与多种常用阻燃剂如TCEP、DMMP、氢氧化铝等有协同作用[11]。

氢氧化铝粉末是最常用的无机添加型阻燃剂。

但用量较大才能达到足够的阻燃效果。

2.1.3 固态和液态阻燃剂复合使用固态阻燃剂使物料粘度增加,而液态阻燃剂降低料液粘度,它们可结合使用,不仅具有协同效应,而且可调节反应物料的粘度,得到高阻燃的聚氨酯泡沫塑料。

天津消防科学研究所采用高用量固态阻燃剂与液态阻燃剂相结合的方法,研制出难燃、低烟硬质聚氨酯泡沫塑料,泡沫的阻燃性能高,氧指数可高达30以上,甚至50,可以通过建材GB8624难燃B1级试验;烟密度小(Dm=98),仅为一般阻燃PU 泡沫塑料的60%;发烟速度低(11.7Dm/min),比一般阻燃产品降低了数倍;耐火隔热性能优良。

由于采用了大量粉末阻燃填料,不适合于喷涂、连续化生产,但可机械混合灌注成型[12]。

2.1.4 阻燃剂复合使用时的协同作用不同的阻燃元素,不同的阻燃剂复配使用,会产生良好的协同效应。

如磷化物与含氮化合物等一起使用,有显著的协效作用。

磷、卤阻燃剂共同使用时,阻燃效果更佳[13]。

固体阻燃剂三氧化锑(Sb2O3)粉末与卤化物配合使用才能发挥较好的阻燃效果,如4% Sb2O3+4%Cl或2.5% Sb2O3+2.5%Br可使塑料具有自熄性。

有研究表明,采用粉碎并经表面处理的三聚氰胺分散于聚醚多元醇中,并添加含溴、氯和磷的复合阻燃剂T201,泡沫物性没受阻燃剂影响,可制得泡沫氧指数达26的阻燃聚氨酯软泡,达到汽车座椅所要求的阻燃性能,按GB8332标准燃烧时间小于60s,燃烧范围小于50mm;但仅用三聚氰胺而不用磷卤阻燃剂,即使用量达50份,泡沫燃烧时间仍达61s,燃烧范围60mm[14]。

但不是所有的不同类型的阻燃剂都能产生协同效应。

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