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1、2001年第16卷第3期聚氨酯工業(yè)2001.Vol.16No.3POLYURETHANEINDUSTRY·21·高阻燃性硬質聚氨酯泡沫塑料胡勝利(公安部天津消防科學研究所300381)摘要:以固體阻燃劑和液態(tài)阻燃劑復配使用,制得了氧指數(shù)在30以上的高阻燃硬質聚氨酯泡沫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,拉伸強度251kPa,壓縮強度2742kPa,吸水率0.2kg/m,尺寸穩(wěn)定性1.67%,導熱系數(shù)0.029W/(m·K)。關鍵詞:阻燃;硬質泡沫塑料;聚氨酯;低發(fā)煙性
2、眾所周知,由于硬質聚氨酯泡沫塑料(簡稱PU醇之間的化學反應。為保持制品的各種性能,在反硬泡)具有優(yōu)良的物理機械性能、電學性能、聲學性應物料中需添加多種助劑。由于阻燃劑的添加,對能及耐化學腐蝕性能,并與多種材料具有很強的粘合成反應及制品性能產生了各種各樣的影響。因結力,而被廣泛用作石油化工管道、冷藏設備、運輸此,本工作對各種助劑進行了選擇,并確定了其用量[1]設備以及建筑物等的保溫隔熱材料。但是,未經范圍。同樣,對阻燃劑進行了大量的篩選,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、高效的復合型阻燃劑,復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(含火及火場逃生都帶來很大的困難。國內外已經報道鹵、氮)阻燃劑和無機阻燃劑的混合物,液體阻燃劑[6]了多起PU硬泡火災并造成巨大經濟損失和人員傷為含鹵、磷有機阻燃劑。經過從100g到3kg的[2]亡的火災案例。多次發(fā)泡試驗,最終確定了高阻燃型聚氨酯硬泡的對于PU硬泡材料的火災危險性,早已引起國配方,配方如下:內外的重視,因此其阻燃技術得到了迅速的發(fā)展,人A料(組合聚醚)質量份們開展了大量的工作[3～5]。近十多年來,我國相繼聚醚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)、甲基有機硅勻泡劑1.5～2.2膦酸二甲酯(DMMP)等含磷、鹵的有機阻燃劑,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)防安全對建筑保溫材料的要求存在著一定的差距,PAPI150如目前國內市場上還未見到達到GB8624-1997“建二月桂酸二丁基錫2.5～5.0筑材料燃燒性能分級方法”中關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)、二月阻燃等級一級的PU硬泡產品。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、學研究所對PU硬泡的阻燃技術進行了深入供,阻燃劑(由液體阻燃劑、固體阻燃劑組成)自購。的研究,并研制出高阻燃性、低發(fā)煙性、耐火隔熱性試驗步驟:首先將A料混合均勻,再加入B料,能優(yōu)良的PU硬泡產品?；旌狭峡焖佟⒊浞謹嚢韬?倒入預先準備好的模具中,熟化后放置幾天,進行各項性能測試。1試驗步驟及配比2結果與討論PU硬泡的合成反應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PU硬泡性能的影響變阻燃劑添加量,測得的聚醚與復合阻燃劑混合物為考察添加阻燃劑對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)的關系試樣編號No.1No.2No.3No.4No.5No.6No.7No.8阻燃劑質量分數(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;阻燃劑用量是指復合阻燃劑在整個硬泡中的質量分數(shù);氧指數(shù)按GB2406“塑料燃燒性能試驗方法氧指數(shù)法”測試。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。進行發(fā)泡試驗時,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?，F(xiàn)象,也沒發(fā)現(xiàn)對泡沫可行的。由于體系中添加了固體阻燃劑,某些物質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,達到50目左右,因此,該技術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PU噴涂和連續(xù)化生產,可用機械混合后澆注。劑的質量比為1∶1,在發(fā)泡過程及泡沫放置過程
