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1、2001年第16卷第3期聚氨酯工業(yè)2001.Vol.16No.3POLYURETHANEINDUSTRY·21·高阻燃性硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料胡勝利(公安部天津消防科學(xué)研究所300381)摘要:以固體阻燃劑和液態(tài)阻燃劑復(fù)配使用,制得了氧指數(shù)在30以上的高阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫3塑料。該材料具有較高的阻燃性、低發(fā)煙性以及高耐火隔熱性能。一種密度為55kg/m的阻燃硬泡樣品,其氧指數(shù)42,煙密度98Dm,平均發(fā)煙速度11.7Dm/min,拉伸強(qiáng)度251kPa,壓縮強(qiáng)度2742kPa,吸水率0.2kg/m,尺寸穩(wěn)定性1.67%,導(dǎo)熱系數(shù)0.029W/(m·K)。關(guān)鍵詞:阻燃;硬質(zhì)泡沫塑料;聚氨酯;低發(fā)煙性
2、眾所周知,由于硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(簡(jiǎn)稱PU醇之間的化學(xué)反應(yīng)。為保持制品的各種性能,在反硬泡)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電學(xué)性能、聲學(xué)性應(yīng)物料中需添加多種助劑。由于阻燃劑的添加,對(duì)能及耐化學(xué)腐蝕性能,并與多種材料具有很強(qiáng)的粘合成反應(yīng)及制品性能產(chǎn)生了各種各樣的影響。因結(jié)力,而被廣泛用作石油化工管道、冷藏設(shè)備、運(yùn)輸此,本工作對(duì)各種助劑進(jìn)行了選擇,并確定了其用量[1]設(shè)備以及建筑物等的保溫隔熱材料。但是,未經(jīng)范圍。同樣,對(duì)阻燃劑進(jìn)行了大量的篩選,確定了低阻燃處理的PU硬泡的氧指數(shù)僅為17左右,屬易燃毒、低煙、高效的復(fù)合型阻燃劑,復(fù)合型阻燃劑由固材料,燃燒過程中放出HCN、CO等有毒氣體,給滅體、液體阻
3、燃劑兩部分組成,固體阻燃劑為有機(jī)(含火及火場(chǎng)逃生都帶來很大的困難。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)報(bào)道鹵、氮)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑的混合物,液體阻燃劑[6]了多起PU硬泡火災(zāi)并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷為含鹵、磷有機(jī)阻燃劑。經(jīng)過從100g到3kg的[2]亡的火災(zāi)案例。多次發(fā)泡試驗(yàn),最終確定了高阻燃型聚氨酯硬泡的對(duì)于PU硬泡材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性,早已引起國(guó)配方,配方如下:內(nèi)外的重視,因此其阻燃技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,人A料(組合聚醚)質(zhì)量份們開展了大量的工作[3～5]。近十多年來,我國(guó)相繼聚醚100阻燃劑40～100開發(fā)了許多新型阻燃劑,如三氯乙基磷酸酯胺類催化劑2.0～3.0(TCEP)、三(2,3-二溴丙基)三聚氰胺酯(
4、TBC)、甲基有機(jī)硅勻泡劑1.5～2.2膦酸二甲酯(DMMP)等含磷、鹵的有機(jī)阻燃劑,雖然發(fā)泡劑15～20可以將PU硬泡的氧指數(shù)提高到26左右,但仍與消B料(異氰酸酯)防安全對(duì)建筑保溫材料的要求存在著一定的差距,PAPI150如目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還未見到達(dá)到GB8624-1997“建二月桂酸二丁基錫2.5～5.0筑材料燃燒性能分級(jí)方法”中關(guān)于管道隔熱保溫用其中,蔗糖聚醚、胺類催化劑、發(fā)泡劑(CFC-11)、泡沫塑料燃燒性能分級(jí)所規(guī)定的氧指數(shù)≥32.0的多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI或粗MDI)、二月阻燃等級(jí)一級(jí)的PU硬泡產(chǎn)品。為此,公安部天津桂酸二丁基錫等原料由天津市聚氨酯泡沫塑料廠提消防科
5、學(xué)研究所對(duì)PU硬泡的阻燃技術(shù)進(jìn)行了深入供,阻燃劑(由液體阻燃劑、固體阻燃劑組成)自購(gòu)。的研究,并研制出高阻燃性、低發(fā)煙性、耐火隔熱性試驗(yàn)步驟:首先將A料混合均勻,再加入B料,能優(yōu)良的PU硬泡產(chǎn)品?；旌狭峡焖?、充分?jǐn)嚢韬?倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中,熟化后放置幾天,進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。1試驗(yàn)步驟及配比2結(jié)果與討論P(yáng)U硬泡的合成反應(yīng)主要是多異氰酸酯與多元·22·聚氨酯工業(yè)第16卷2.1阻燃劑添加量對(duì)PU硬泡性能的影響變阻燃劑添加量,測(cè)得的聚醚與復(fù)合阻燃劑混合物為考察添加阻燃劑對(duì)A料粘度、泡沫制品氧指(不含發(fā)泡劑)在常溫下的粘度及泡沫樣品氧指數(shù)等數(shù)的影響,在保持其它原料用量不變的情況下,只改數(shù)據(jù)見表1。
6、表1阻燃劑用量與粘度、氧指數(shù)的關(guān)系試樣編號(hào)No.1No.2No.3No.4No.5No.6No.7No.8阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%19.721.623.526.930.834.337.440.3氧指數(shù)(LOI)35.537.038.039.042.043.047.050.0A料粘度/mPa·s75611971476258630486444--泡沫密度/kg·m-342.942.744.256.151.852.258.762.9注:純聚醚的粘度為985mPa·s;阻燃劑用量是指復(fù)合阻燃劑在整個(gè)硬泡中的質(zhì)量分?jǐn)?shù);氧指數(shù)按GB2406“塑料燃燒性能試驗(yàn)方法氧指數(shù)法”測(cè)試。從表1可以看出,固體阻燃劑的添加
7、使組合聚加攪拌即可攪勻。進(jìn)行發(fā)泡試驗(yàn)時(shí),未出現(xiàn)物料不醚體系的粘度增加,但整體粘度不是很高,操作上是能發(fā)泡、發(fā)泡過程塌泡等異常現(xiàn)象,也沒發(fā)現(xiàn)對(duì)泡沫可行的。由于體系中添加了固體阻燃劑,某些物質(zhì)塑料制品的理化性能有不利的影響。聚醚與阻燃劑粒徑較大,達(dá)到50目左右,因此,該技術(shù)不適合于硬的混合物最好現(xiàn)配現(xiàn)用。本工作中固體、液體阻燃質(zhì)PU噴涂和連續(xù)化生產(chǎn),可用機(jī)械混合后澆注。劑的質(zhì)量比為1∶1,在發(fā)泡過程及泡沫放置過程
