基于钢渣/次磷酸铝的阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料制备及性能研究

为探索钢渣(SS)的潜在利用价值,将钢渣(SS)与传统阻燃剂次磷酸铝(AHP)复配改性硬质聚氨酯泡沫(RPUF),探究了SS/AHP体系对阻燃RPUF物理性能、热稳定性、阻燃性能、燃烧性能等的影响.结果 表明,SS/AHP体系具有显著的协效阻燃作用,RPUF/SS/AHP成功通过UIL94 V-0级别且极限氧指数(LO...     

阻燃聚氨酯硬质泡沫的研究

以聚醚4110为主要原料,研究了阻燃聚酯(或聚醚)多元醇、反应型阻燃剂和添加型阻燃剂对聚氨酯硬质泡沫(RPUF)综合性能的影响。结果表明,阻燃多元醇、反应型阻燃剂的使用对RPUF阻燃性能都有一定的改善作用,添加型阻燃剂的引入则可大幅提高RPUF的阻燃性能,只是固体粉末阻燃剂的添加与阻燃多元醇和反应型阻燃剂相比对泡沫体的压缩强度影响较大。     

磷/溴单分子阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料制备及阻燃性能

将磷/溴单分子阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)作用于硬质聚氨酯泡沫,制备出阻燃复合材料(FR/RPUF),利用极限氧指数、水平燃烧、锥形量热研究FR对硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能及火灾燃烧性能的影响。结果发现:当FR添加量为15%时,阻燃聚氨酯泡沫的LOI达到24.1%,水平燃烧达到HF-1级,热释放速率平均值、热释放速率峰值、有效燃烧热及一氧化碳平均释放量分别降低78.7%、78.4%、57.1%和32.2%,硬质聚氨酯泡沫材料火灾危险性大幅度降低。     

阻燃硬质聚氨酯泡沫的进展

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)为多元醇与异氰酸酯通过加聚反应制备的高分子材料,由于其具有低导热性、显著的力学性能,并且,质地轻盈,被广泛应用于各个领域。但是,硬质聚氨酯泡沫具有特殊的多孔结构和大量的碳氢链段,极易燃烧,并且,在燃烧过程中释放CO、NO_x及HCN等有毒气体,使其在使用过程中存在极大的火灾安全隐患,需要进行阻燃处理。目前,阻燃方法主要有反应型阻燃、添加型阻燃和纳米复合等,通过叠加使用上述方法,实现协效阻燃、催化成炭、减烟抑毒的目的,有效地降低了复合材料燃烧时的热危害和毒性危害。基于阻燃机理,进一步分析国内外添加型阻燃剂、反应型阻燃剂、结构型阻燃剂、涂层型阻燃的研究现状及存在的问题,并且,阐述了生物质基聚氨酯泡沫的研究进展。最后,对硬质聚氨酯泡沫的发展前景进行展望。     

全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备与性能

采用多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂和阻燃剂等为原料制备了全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫(PURF),讨论了聚醚多元醇种类、催化剂、发泡剂、异氰酸酯指数以及阻燃剂对PURF性能的影响。结果表明,聚酯多元醇能够改善泡孔结构,但降低压缩强度和尺寸稳定性;不同催化剂复配,可以控制发泡工艺;水发泡剂与泡沫的密度、泡孔结构、力学性能有关;异氰酸酯指数在1.1～1.2时,泡沫的压缩强度、尺寸稳定性等较好;三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)可赋予PURF一定的阻燃性,但对泡体结构、压缩强度和尺寸稳定性有影响。     

阻燃型硬质聚氨酯泡沫的研究进展

硬质聚氨酯泡沫材料是一种隔热防腐的高分子合成材料,广泛应用于社会生产及生活中。对硬质聚氨酯泡沫的阻燃机理进行了概述,对近年来国内外研究者对硬质聚氨酯泡沫材料采用的阻燃方法进行了归纳总结,针对不同类型的阻燃剂进行了分析,针对目前的最新研究方向进行了总结,最后对阻燃型硬质聚氨酯泡沫材料的未来发展趋势进行了展望。     

无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究进展

在阐述塑料应用领域分布、燃烧特性及无卤阻燃优势的基础上,重点关注了我国新兴战略产业节能环保对建筑保温材料的需求。从生物基多元醇、反应型与传统添加阻燃结合、表面处理及催化成炭抑制烟毒等方面,综述了近些年无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的研究进展;归纳了应用研究中针对的问题,反映了阻燃材料应用研究的发展趋势,为深入阻燃研究及推进产业应用提供了参考。     

结构阻燃型腰果酚基硬质聚氨酯泡沫的制备及性能研究

以三聚氰胺改性腰果酚基阻燃多元醇和异氰酸酯为主要原料,采用环戊烷为发泡剂,添加无卤阻燃膨胀型阻燃剂石墨(EG)、匀泡剂等制备无卤阻燃生物基硬质聚氨酯泡沫塑料。探讨结构阻燃型聚醚多元醇、阻燃剂的添加对生物基硬质聚氨酯泡沫的热性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,随着阻燃剂的增加,导热系数和固化时间增加;添加相同阻燃剂的泡沫样品其阻燃性能随着添加量的增加而增加,EG在提高氧指数方面优于聚磷酸铵(APP)和乙基膦酸二乙酯(DEEP),固体阻燃剂APP和EG在增加力学性能、热稳定性方面较液体阻燃剂DEEP效果好。     

碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能研究

采用一步发泡法制备出聚氨酯泡沫(PUF),将精制碱木质素与聚磷酸铵(APP)按不同比例组成膨胀阻燃剂(IFR)并添加到PUF中,制得碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫(PUF/IFR)。通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)考察了PUF/IFR材料的阻燃性能、热降解行为、成炭性能及残炭微观形貌。结果表明:当碱木质素与APP的复配比为1:6、IFR添加量为30%时,PUF/IFR的LOI值达到26.3%。IFR的加入形成了连续致密的炭层附着在材料表面,降低了材料的热降解速率,提高了残炭率,从而改善了材料的热稳定性和阻燃性能。     

偶联剂处理聚磷酸铵/硬质聚氨酯泡沫

采用动态热机械分析(DMA)、热重分析(TG)与氧指数测定(LOI)等研究聚磷酸铵(APP)和表面用偶联剂处理过的聚磷酸铵(T-APP)对聚氨酯泡沫阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,APP与T-APP都提高了聚氨酯泡沫的燃烧氧指数,后者效果更加明显;当聚磷酸铵用偶联剂处理后,一定程度上改善了加入纯的聚磷酸铵对聚氨酯泡沫的压缩强度和模量的破坏行为。     

MPP阻燃硬质聚氨酯泡沫制备工艺

通过全水发泡技术制备硬质聚氨酯泡沫/三聚氰胺聚磷酸盐(RPUF/MPP)复合材料,并对其泡孔形貌、热稳定性、阻燃性能、烟释放特性进行研究,结果表明,RPUF/MPP复合材料初始分解温度与纯样相比,升高了18～26℃,热稳定性明显提升;50份MPP使复合材料极限氧指数达到24.4%,垂直燃烧达到UL 94 V-0级。RPUF/MPP50热释放速率峰值和总热释放仅为139 W/g和16.7 kJ/g,与纯样相比,分别降低了32.5%和28.3%。经过MPP改性,RPUF/MPP50最大烟密度及烟密度等级分别降低至32.10%和19.56。炭渣分析表明,MPP可以有效促进RPUF/MPP复合材料燃烧过程中致密炭层的形成,且炭层中石墨化成分比例明显提高,有利于其阻燃性能的提升。研究表明,MPP可以显著提升硬质聚氨酯泡沫火灾安全性能。     

咪唑基离子液体改性三聚氰胺阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

研究了咪唑基离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)对三聚氰胺(C3H6N6)进行改性后对硬质聚氨酯泡沫阻燃性能的影响。结果表明,改性后的C3H6N6阻燃效果明显增加,氧指数从22.3提高到24.95。在改性过程中,[BMIM]PF6的添加量对阻燃效果有明显的影响,当[BMIM]PF6与C3H6N6的质量比为4∶6时,阻燃效果最好。与改性前相比,改性后的C3H6N6可以有效的提高材料的阻燃性,水平燃烧速度从67.6 mm/min降低到33.4 mm/min。通过热分析可以看出,改性后C3H6N6阻燃硬质聚氨酯泡沫热分解温度升高,分解残留物增加,放热量大大减小,离子液体的加入可有效抑制硬质聚氨酯的分解,提高热稳定性。     

阻燃喷涂硬质聚氨酯泡沫的制备及在建筑工程的应用

采用结构型阻燃聚醚多元醇、聚酯多元醇、阻燃硅油、催化剂、发泡剂和阻燃剂等原料,通过一步法喷涂制备阻燃型喷涂硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。研究了结构型阻燃聚醚多元醇和阻燃硅油对RPUF性能的影响,并在建筑工程中进行了实际应用。结果表明,以100份多元醇为基准,其它组分不变,结构型阻燃聚醚多元醇的添加量为30份、阻燃硅油的添加量为5份时,制备出的RPUF的物理性能、阻燃性能和储存性能最佳。另外,在建筑工程应用中,该产品性能及施工性能均良好。     

聚氨酯泡沫的阻燃

介绍了聚氨酯泡沫塑料阻燃原理、阻燃方法以及阻燃剂的分类。     

新型硬质聚氨酯泡沫的热分解行为及动力学

利用热重分析法比较研究了新型硬质聚氨酯泡沫[超支化聚氨酯多元醇型(HBPU型)]和硬质聚氨酯泡沫(RPUF)在氮气中的热分解行为,探讨了HBPU型RPUF在不同升温速率下的热分解动力学,运用Kissinger最大失重率法和Flynn-Wall-Ozawa等失重百分率法计算获得了其热分解过程的活化能。研究结果表明,HBPU型RPUF的初始分解温度(T5%)为205℃,半寿温度(T50%)为361℃,略低于传统的RPUF。Kissinger法得到的HBPU型RPUF的热分解表观活化能为159.8 kJ/mol;Flynn-Wall-Ozawa法得到的热分解过程分为三个阶段:第一阶段的平均活化能为82.8 kJ/mol,第二阶段的平均活化能为140.7 kJ/mol,第三阶段的平均活化能为111.3 kJ/mol,HBPU型RPUF具有较好的热稳定性。     

反应与添加型硬质聚氨酯泡沫阻燃剂研究进展

硬质聚氨酯泡沫是一种保温隔热性能良好的泡沫材料,被广泛应用于各个领域。研究其阻燃性能对其广泛应用有重要意义。概述了阻燃剂的阻燃机理,综述了反应型与添加型硬质聚氨酯泡沫阻燃剂的研究进展,包括磷系、氮系、复合和膨胀型等阻燃剂的研究,最后对阻燃型硬质聚氨酯泡沫的市场前景进行了展望。     

乙醇/水无卤发泡及木质素磷酸酯基阻燃硬质聚氨酯泡沫的制备及性能研究

首先用二苯氧基磷酰氯与碱木质素反应合成木质素磷酸酯反应型阻燃剂,再以乙醇、水协同作无卤发泡剂,木质素磷酸酯、可膨胀石墨协同作无卤阻燃剂,制备了无卤发泡及阻燃硬质聚氨酯泡沫。结果表明,使用乙醇作发泡剂可显著降低物料黏度,提高物料流动性,使发泡反应更完全。傅里叶变换红外光谱(FTIR)及核磁共振氢谱(¹H NMR)分析表明已成功制备木质素磷酸酯反应型阻燃剂,正交试验及统计产品与服务解决方案(SPSS)数据分析确定具有26.6%最高聚氨酯泡沫极限氧指数(LOI)的木质素改性工艺参数为：二苯氧基磷酰氯7 g、反应温度60℃、反应时间5 h。热重(TG/DTG)分析结果表明木质素苯环的环状结构,磷酸液膜、蠕虫状膨胀石墨炭层及聚氨酯降解后残渣炭层形成的致密联合体提高了炭层的热稳定性,添加木质素磷酸酯/可膨胀石墨(EG)前后无卤发泡硬质聚氨酯泡沫在800℃的残炭量分别为19.3%、27.4%。聚氨酯泡沫表观密度随着木质素磷酸酯添加量的增加而增加,压缩强度先上升后下降,压缩强度最高时可达485.2 kPa。     

PIPA多元醇制备硬质聚氨酯泡沫

合成了聚氨酯改性聚醚多元醇（PIPA多元醇）,采用傅里叶变换红外光谱法、凝胶渗透色谱法等方法对其进行表征,发现聚醚多元醇A（TMN-450）/三乙醇胺/甲苯二异氰酸酯为110/10/9（质量比,下同）时,所合成的PIPA多元醇固含量为15 %左右,黏度约为3 400 mPaos,其作为发泡原料性能较好。采用此多元醇制备硬质聚氨酯泡沫塑料,考察泡沫稳定剂对体系发泡时间、泡沫塑料的泡孔结构、压缩强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能的影响,发现加入1.0份泡沫稳定剂的样品泡孔平均直径约为0.5 mm,孔径分布窄,约40 s起泡,与未改性多元醇制备的泡沫塑料相比,冲击强度提高了23 %,压缩强度和弯曲强度略有上升,同时提高了泡沫塑料的强度和韧性。     

苯基磷酰胺酸二乙酯的合成及阻燃硬质聚氨酯泡沫研究

合成一种新型含P,N的阻燃剂苯基磷酰胺酸二乙酯(DEPAN),通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振等手段表征其分子结构。采用全水自由发泡工艺制备不同DEPAN添加量的阻燃硬质聚氨酯泡沫(RPUF),研究DEPAN对RPUF性能的影响。结果表明,DEPAN的添加可小幅降低RPUF的压缩强度;阻燃材料的极限氧指数最高能达到24.1%,且能通过水平燃烧测试HF–1级别;微型量热仪测试结果显示,DEPAN的添加显著降低了RPUF的热释放峰值及总热释放。热性能分析及扫描电镜观察等进一步表明阻燃剂DEPAN在降解过程中有效促进了致密稳定连续炭层结构的形成。     

无卤阻燃增强硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、多异氰酸酯、泡沫稳定剂、催化剂及发泡剂等为基本原料,以聚磷酸铵(APP)、可膨胀石墨(EG)及膨润土(BT)为阻燃剂及填料,通过一步发泡法制备了无卤阻燃增强硬质聚氨酯泡沫塑料。研究了APP、EG、BT对泡沫力学性能、阻燃性能以及泡孔结构的影响。结果表明,APP质量分数为15%,EG为7.5%,膨润土为2.5%时可以制得力学性能和阻燃性能均优良的聚氨酯泡沫塑料。在该条件下,泡沫的压缩强度为0.271 MPa,平均孔径为322μm,极限氧指数达到29.5%。