全水發(fā)泡非鹵阻燃聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的制備與性能.pdf

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1、聚氨酯工業(yè)2007年第22卷第1期POLYURETHANEINDUSTRY2007.Vo1.22No.1·24·全水發(fā)泡非鹵阻燃聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的制備與性能陳一民劉芳周嬋華孫令(華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院廣州510641)摘要:研究了三聚氰胺(MEL)、六甲基二硅氮烷改性MEL、多聚磷酸銨(APP)和它們的復(fù)合物對全水發(fā)泡聚氨酯硬質(zhì)泡沫(PUR)性能的影響。結(jié)果表明,這幾種非鹵阻燃劑都可賦予全水發(fā)泡PUR一定的阻燃性,但泡沫壓縮強(qiáng)度都有所下降,其中以改性MEL制備的全水發(fā)泡非鹵阻燃PUR的壓縮強(qiáng)度下降最少。在改性MEL與APP以質(zhì)量比為1∶5復(fù)配

2、且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.7%時,所得全水發(fā)泡PUR的阻燃性能、壓縮強(qiáng)度與使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的TCEP/TEP(1∶1)阻燃劑的全水發(fā)泡PUR的性能基本相當(dāng),而導(dǎo)熱系數(shù)顯著降低。關(guān)鍵詞:聚氨酯硬泡;全水發(fā)泡;非鹵阻燃;導(dǎo)熱性能;壓縮強(qiáng)度聚氨酯硬質(zhì)泡沫(PUR)塑料是一種性能優(yōu)越工業(yè)品,美國陶氏化學(xué)公司;多聚異氰酸酯,NCO質(zhì)的高分子合成材料,它既可作為絕熱保溫材料,又可量分?jǐn)?shù)31.5%,工業(yè)品,美國陶氏化學(xué)公司;MEL,作為結(jié)構(gòu)承重材料,廣泛應(yīng)用于建筑、交通運輸、冰工業(yè)品,廣州新烯公司;APP,聚合度大于1000,工[1]箱、冰柜、石油化工管道、航空軍用等領(lǐng)域

3、。但是業(yè)品,廣州雅欣化工有限公司。目前在生產(chǎn)PUR時,多數(shù)發(fā)泡劑采用的是氯氟烴1.2儀器與設(shè)備類,由此導(dǎo)致對環(huán)境臭氧層的破壞已引起世界各國PU硬泡切割機(jī),FV60型,上海阿福洛機(jī)械公的高度重視;同時PUR的應(yīng)用場所大多有阻燃的要司;氧指數(shù)測定儀,英國FTT公司;導(dǎo)熱系數(shù)測定求,盡管添加含鹵磷酸酯阻燃劑能賦予其滿意的阻儀,HC2074型,日本EKO公司;壓縮強(qiáng)度測定儀,燃特性,但有些阻燃劑會向材料表面遷移導(dǎo)致阻燃4464型,美國INSTRON公司;模具尺寸為35cm×性能持久性差,并且阻燃材料在燃燒時釋放大量有35cm×8cm,自制。毒、具有腐蝕性的鹵化

4、氫氣體造成環(huán)境污染。因此,1.3PUR的配方及其制備臭氧消耗潛值(ODP值)為零的發(fā)泡技術(shù)和非鹵阻PUR的配方為A組分與B組分,其質(zhì)量比為[2,3]燃技術(shù)將成為阻燃性PUR塑料的研究方向。1∶1.5,其中A組分組合聚醚多元醇的配比如下:甘全水發(fā)泡技術(shù)是PU發(fā)泡過程中ODP值為零的油聚醚多元醇(羥值400～500mgKOH/g)60～70工藝技術(shù)之一,它利用水和異氰酸酯反應(yīng)生成的份;蔗糖聚醚多元醇23～33份;交鏈型胺類催化劑CO2作發(fā)泡劑,以替代氯氟烴類發(fā)泡劑。目前關(guān)于0.5～1.0份;發(fā)泡型催化劑0.2～0.4份;有機(jī)硅泡PUR全水發(fā)泡技術(shù)的研究和以

5、HCFC2141b為代表沫穩(wěn)定劑2.0～3.0份;水2.8～3.8份;共100份。的發(fā)泡劑制備的無鹵阻燃PUR的研究分別有文獻(xiàn)按配方稱取100g組合聚醚多元醇,加入阻燃[4～7]報道。本實驗研究了三聚氰胺(MEL)、改性劑攪拌均勻,然后加入150g多異氰酸酯,快速攪MEL、多聚磷酸銨(APP)及其復(fù)配物對全水發(fā)泡拌,混合均勻后,倒入模溫約25～30℃的模具中發(fā)PUR性能的影響,提出了利用全水發(fā)泡體系制備非泡成型,30min后脫模,即得全水發(fā)泡非鹵阻燃鹵阻燃PUR。PUR。1.4性能測試1實驗部分密度測定是將上述PUR去皮,稱出質(zhì)量,根據(jù)1.1主要原料及

6、助劑樣品的體積即可算出其密度;氧指數(shù)按GB/T2406—組合聚醚多元醇,羥值(400±20)mgKOH/g,1993,將PUR裁成10mm×80mm×4mm的樣條進(jìn)第1期陳一民等·全水發(fā)泡非鹵阻燃聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的制備與性能·25·行測試;導(dǎo)熱系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)UNI7891,將PUR裁成200鹵阻燃劑,在燃燒時可催化有機(jī)材料成炭,通過阻隔mm×200mm×25mm的樣品進(jìn)行測試;壓縮強(qiáng)度熱量和可燃性氣體的傳遞而保護(hù)基材。APP已廣泛按標(biāo)準(zhǔn)UNI6350,將PUR裁成100mm×100mm×用于阻燃涂料的制備,在阻燃性熱塑性塑料的研究50mm的樣品進(jìn)行測試。

7、中相當(dāng)活躍,將它用于改善聚氨酯彈性體阻燃性能[8]的研究亦有文獻(xiàn)報道,圖1為APP對全水發(fā)泡2結(jié)果與討論PUR的阻燃作用實驗結(jié)果。2.1MEL對全水發(fā)泡PUR性能的影響MEL是一種常見的氮系非鹵阻燃劑,也是聚氨酯材料常用的阻燃劑,通過在燃燒時吸熱降溫及釋放不燃性氣體沖淡可燃性氣體濃度達(dá)到阻燃目的。為了提高M(jìn)EL的分散效果,選用了有機(jī)硅化合物六甲基二硅氮烷在高速攪拌下于(100±5)℃對其進(jìn)行表面改性,表1是不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)MEL及改性MEL制得的全水發(fā)泡PUR阻燃性能情況。表1MEL和改性MEL含量對全水發(fā)泡PUR1—氧指數(shù);2—密度氧指數(shù)和密度的影響圖1

8、APP含量對全水發(fā)泡PUR氧指數(shù)和密度的影響質(zhì)量分?jǐn)?shù)MEL改性MEL由圖1可知,加入APP基本