第一篇:聚氨酯泡沫塑料的阻燃
202_中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集
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[13],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。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。添加阻燃剂制备阻燃泡沫塑料
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,126 202_中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集
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
-撕裂强度/N·mm
1拉伸强度/kPa 断裂伸长率/% 氧指数/%
1.0 1.3 84 80 23
0.8 1.6 92 96 29
0.6 1.9 108 112 30
0.4 2.1 125 120 32
注:阻燃剂用量为聚醚多元醇的30%。
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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。有人通过试验得出,在软泡中三聚氰胺与CR505或与氢氧化铝无协同阻燃效果[15]。又据报道,在通常情况下,含卤磷酸酯并不与锑化合物产生协同阻燃效应。其原因可能是当被阻燃的材料受热时,所含的卤代磷酸酯与锑化合物作用生成不挥发的磷酸锑,从而阻碍锑化合物进入气相发挥阻燃作用所致[1]。2.2 采用反应型阻燃剂制造聚氨酯泡沫塑料
含磷、氮或(和)卤素的多元醇及异氰酸酯等都是聚氨酯的反应型阻燃剂。含阻燃元素的多异氰酸酯实用中很少。反应型阻燃剂作为一种反应成分参与反应,对材料性能影响小,它稳定地结合到聚氨酯基体中,使聚氨酯本身含有阻燃成分,不会在长期使用过程析出而降低阻燃性能。
反应型阻燃剂品种也很多[16],如:三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯(俗称P430),三(聚氧化烯烃)磷酸酯,三(聚氧化烯烃)亚磷酸酯,三(氰化多元醇)磷酸酯二溴戊二醇的聚醚多元醇溶液,溴化季戊四醇及四溴苯酐系列阻燃多元醇,三聚氰胺衍生物多元醇,以甘油、环氧氯丙烷为原料合成的氯代阻燃聚醚,以三氯环丁烷为原料制备的聚醚多元醇,等等。有研究表明,添加环三磷腈多元醇20%到软泡配方中,使磷含
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量在1.5%~2%时,可得到自熄性软泡。由氨基树脂与氨基甲酸羟丙酯制备的一种氨基甲酰甲基化密胺多元醇是一种粉末,羟值359mgKOH/g,官能度约2.3,熔点为80~85℃,它与蔗糖聚醚多元醇混合使用,水发泡制备聚氨酯硬泡,能改善阻燃性和热稳定性[17]。
Solvay公司的一种阻燃聚醚Ixol B251,其含有的溴的质量分数为32%、氯的质量分数为6.8%,由它制得的聚氨酯硬泡的氧指数可达30%[18]。
国外一公司的无卤含磷二醇产品Exolit OP 550,羟值125 mgKOH/g,添加这种阻燃剂制得阻燃聚醚型聚氨酯软泡,阻燃性持久,燃烧或受高热时生成的烟量及腐蚀性和有毒气体量也较低。对各种密度的聚醚型软质聚氨酯泡沫塑料,在美国FMVSS 302试验中获得自熄性所需的阻燃剂用量,Exolit OP 550仅为三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)的1/2甚至更低[10]。
以70份蔗糖聚醚和30份N,N-二羟乙基氨甲基二乙基膦酸酯为多元醇组分,不另添加阻燃剂,制得的密度为28 kg/m3的聚氨酯硬泡,能达到离火自熄[19]。
国内有不少单位从事过阻燃多元醇的开发工作,例如黎明化工研究院在国内较早地开展了阻燃聚醚多元醇的研制与开发,研制成功含氯的阻燃聚醚多元醇系列品种,具有燃烧时制品不滴液,保持形状,烟密度小等优点。
江苏省江阴友邦化工有限公司开发的接枝型难燃聚醚多元醇,系在高活性聚醚中引入聚合物结构单元而制成,不含卤素、磷、锑等元素,外观乳白色粘稠液体,颗粒平均粒径0.2μm,粘度约2000mPa·s,酸值低,可用于配制组合聚醚,贮存期大于6个月,其用制成的泡沫制品氧指数可达26~28,最高可达30以上,燃烧时气味小,发烟量低,烟密度≤60%。可应用于有阻燃需求的各种座椅、家具及包装材料。
无论是添加反应型还是非反应型阻燃剂,在配制组合聚醚时,一般应考虑阻燃剂对组合聚醚贮存稳定性的影响,有些阻燃剂在水解后产生酸性物质,降低组合料发泡反应速度。有的组合聚醚把阻燃剂另配。添加稳定剂能抑制阻燃剂的水解,延长组合聚醚的贮存期。添加合适的阻燃剂或添加水解稳定剂,可使组合聚醚的贮存期延长到6个月以上。
为了获得满意的阻燃性,可把添加型阻燃剂和反应型阻燃剂结合使用。例如,把含溴多元醇和液态添加型阻燃剂结合使用,可制得氧指数高于26的聚氨酯硬泡[20]。其它阻燃方法
3.1 在泡沫塑料中引入异氰脲酸酯基团
获得阻燃泡沫塑料除了在泡沫中加入阻燃剂,还几种其它方法,其中最主要的是制造聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料。异氰脲酸酯是由3个异氰酸酯基团在三聚催化剂的作用下通过三聚反应形成的六元杂环。含异氰脲酸酯结构的泡沫塑料具有良好的阻燃性和耐热性能。
用同样的组合聚醚,改变组合聚醚与异氰酸酯的用量比,即改变异氰酸酯指数,可得到不同异氰脲酸酯含量的硬质泡沫塑料,异氰酸酯指数对泡沫塑料阻燃性的影响见表2[21]。
表2 异氰酸酯指数对泡沫氧指数的影响
异氰酸酯指数 氧指数
1.05 22.0
1.28 23.0
1.46 24.0
1.75 2.03 24.5 25.0
2.25 25.5
2.48 26.0 采用添加阻燃剂和三聚催化剂结合方法,可制得具有较高阻燃性的泡沫塑料。南京红宝丽股份有限公司采用聚氨酯改性聚异氰脲酸酯,加适量阻燃剂的技术路线,研制生产的阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料,不仅具有优良的物理机械性能。而且具有较高的阻燃性能。产品经国家防火建材质检中心和南京市消防检测中心检测,燃烧性能达到GB8624B2级,氧指数可达28 [21,22]。
江苏省化工研究所曾研究以有机硅氧烷接枝共聚醚为基础,合成聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯硬泡,该硬泡具有耐温、耐燃、低发烟量等特点,耐温可达160℃,氧指数26,烟密度低于50[23]。3.2 对开孔泡沫塑料进行浸渍
用含树脂粘合剂的阻燃剂溶液或分散液浸渍处理开孔聚氨酯泡沫塑料,可得到阻燃泡沫塑料。因为软泡为开孔柔性材料,所以此法一般可应用于软质聚氨酯泡沫塑料,经过压轧除去多余溶液,烘干即可
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得到阻燃软泡。因为浸渍处理是在泡沫成形之后进行的,浸渍不受发泡工艺限制,阻燃剂的量可以适当增大,有时阻燃效果比添加法明显,制品氧指数高达29.5~34,燃烧发烟量较小。有报道采用阻燃液水性液,成本较低。泡沫总体物性稍有下降,但变化较小[24]。结束语
在对聚氨酯泡沫塑料进行阻燃时,不仅需尽可能减少阻燃处理对发泡工艺和泡沫性能的不利影响,也必须看到低烟雾等环保要求,采用高效、低卤或无卤阻燃剂。
聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术,有许多研究报道。上文列举的只是小部分,但基本上概括了聚氨酯泡沫塑料的所有阻燃方法。聚氨酯泡沫塑料用于许多领域,作为一种日常生活中接触到的材料,国内外对聚氨酯泡沫塑料的阻燃越来越重视,许多应用领域如交通运输业、家具业、建筑业都有严格的阻燃要求。虽然有不少厂家已生产出阻燃性能合格的聚氨酯泡沫塑料产品,有的产品按国外阻燃指标出口,但仍有不少厂家,特别是小厂生产技术落后,对阻燃问题不重视,这就给应用这种泡沫塑料的场所带来了火灾隐患,聚氨酯泡沫塑料阻燃性不良而引起火灾蔓延这方面已有许多实例。所以,聚氨酯泡沫塑料的阻燃必须得到整个行业的重视。
参考文献 欧育湘,王传广,徐永江等.阻燃聚氨酯泡沫塑料(PUF).塑料科技,1996,(6):3~6 2 李俊贤.塑料工业手册·聚氨酯.北京:化学工业出版社.1999.293 张骥红等.聚氨酯泡沫阻燃剂浅谈.聚氨酯工业,202_,16(4):6~8 4 杨锦飞.三(2,3-二氯丙基)磷酸酯阻燃剂在聚氨酯泡沫塑料上的应用.聚氨酯工业,1990,(2):32~33 5 陈宇,高富业,欧育湘.新型磷卤协效阻燃剂的合成与应用.精细化工,1998,15(3):32~34 6 嵇民.甲基膦酸二甲酯阻燃剂及其应用.江苏化工,1996,24(4): 38~39 7 李忠军.阻燃剂甲基膦酸二甲酯阻燃性能的热分析, 塑料科技,202_,(4):25~27 8 张静,袁国渊,刘鸿慈.高阻燃性聚氨酯软泡的研究.河南化工,202_,(10):9~10 9 Madaj E J.Flexible,combustion modified, polyurethane foams.US 5229427(1993)10 欧育湘.无卤、低烟、低毒阻燃聚氨酯泡沫塑料.江苏化工,202_,28(9):22~24 11 薄宪明,侯博,胡翠兰.无卤阻燃剂TU-1在硬质聚氨酯泡沫中的应用.中国塑料,202_,14(6):67~69 12 胡胜利.高阻燃性硬质聚氨酯泡沫塑料.聚氨酯工业,202_,16(3):21~23 13 郭金全,林剑青.含磷氯和氮的化合物对软质PU泡沫塑料的阻燃作用.工程塑料应用,1993,21(1):3~6 14 朱国强,董铭,顾志宏.阻燃性软质聚氨酯泡沫塑料的研制.聚氨酯工业,1996,11(1):17~23 15 张力平,张强,张琨.阻燃剂复配对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究.延安大学学报(自然科学版),1997,16(3):28~31 16 付步芳,魏建国,刘洁琪.硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术.材料开发与应用,1998,13(4):42~44 17 毕萍.氨基甲酰甲基化密胺多元醇在水发泡聚氨酯硬泡中的应用.沈阳化工,1996,(1):60~62 18 Walch P.Halogenated Polyether Polyol IXOL for Rigid Cellular PUR Materials with Improved Flame Retardancy.Cellular Polymers,1986,(6):33~45 19 刘兴允,董芸.含磷含氮多元醇反应型阻燃剂.聚氨酯工业,1991,(4):12~16 20 陈兴舫,苑春华.HCFC-141b阻燃组合聚醚的研制.化学推进剂与高分子材料,202_,(4):32~34 21 孔新平,任永秀.聚氨酯硬质泡沫塑料阻燃性的研究及应用.化工新型材料,202_,28(1):34~37 22 孔新平.建筑复合板材用阻燃组合聚醚的开发.聚氨酯工业,1999,14(3):40~42 23 朱吕民,周斌等.耐温、耐燃、低发烟量聚氨酯硬质泡沫塑料——合成与性能研究.聚氨酯工业,1991,(2):3~11 24 苏栋梁,李海洲,黄儒琛等.软质聚氨酯泡沫塑料阻燃技术的研究.消防技术与产品信息, 1997,(12):18~21
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Flame Retardation of Polyurethane Foams
Liu Yijun
Bai Song(Jiangsu Institute of Chemical Industry, Jiangsu Nanjing 210024)Abstract: The significance for the flame-resist treating of the porous material ―― polyurethane foams, the flame retarding mechanism of some type of flame retardants, and the technical progress in the flame retarding research area of polyurethane foams are simply described.The methods for improving the flame retardance of flexible and rigid polyurethane foams are reviewed.The topic include that the characteristics and the use effects of a variety of adding type and reactive flame retardants, the synergetic effect of different flame retardants, the incorporation of isocyanurate to enhance the flame retarding property of rigid polyurethane foams, the method to plunge open-celled polyurethane foam in fire retardant solution, etc.Keywords: polyurethane;foam;fire retardant;flame retardation
作者简介: 刘益军
男,1965年出生,高级工程师。1989年毕业于南京大学高分子合成材料专业,获理学硕士学位。同年进入江苏省化工研究所工作。从事聚合物及精细化工产品研发工作多年,主要研究领域包括聚氨酯胶粘剂、水性聚氨酯、弹性体泡沫塑料等。发表论文30余篇,合著聚氨酯专著2本。参加过中石化集团等部门组织多种聚氨酯等方面资料的编写。现为《聚氨酯工业》《聚氨酯信息》主编。
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第二篇:泡沫塑料主要有哪些用途
再生资源网http://www.bianbao.net/ 泡沫塑料主要有哪些用途
再生资源网讯 【定义】
泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料,具有质轻、隔热、吸音、减震等特性,且介电性能优于基体树脂,用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料,发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。
泡沫塑料是以塑料为基本组分并含有大量气泡的聚合物材料, 因此也可以说是以气体为填料的复合塑料。与纯塑料相比, 它具有很多优良的性能, 如质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能好等。因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。泡沫塑料自问世以来, 其用途日益广泛, 品种不断丰富, 其中较为常见的传统泡沫塑料主要有聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、酚醛树脂(PF)等品种。
泡沫塑料按其柔韧性可分为软质、硬质和处于两者之间的半硬质泡沫塑料。硬质泡沫塑料可做热绝缘材料和隔音材料,管道和容器等的保温材料,漂浮材料及减震包装材料等;软质泡沫塑料主要做衬垫材料,泡沫人造革等。常用的泡沫塑料有聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛泡沫塑料等。
【材料特点】
泡沫塑料也叫多孔塑料。以树脂为主要原料制成的内部具有无数微孔的塑料。质轻、绝热、吸音、防震、耐腐蚀。有软质和硬质之分。广泛用做绝热、隔音、包装材料及制车船壳体等。
泡沫塑料与纯塑料相比,具有密度低,质轻,比强度高,其强度随密度增加而增大,有吸收冲击载荷的能力,有优良的缓冲减震性能,隔音吸音性能,热导率低,隔热性能好,优良的电绝缘性能,具有耐腐蚀、耐霉菌性能。软质泡沫塑料具有弹性优良等性能。
内部具有很多微小气孔的塑料。用机械法(在进行机械搅拌的同时通入空气或二氧化碳使其发泡)或化学法(加入发泡剂)制得。分闭孔型和开孔型两类。闭孔型中的气孔互相隔离,有漂浮性;开孔型中的气孔互相连通,无漂浮性。可 再生资源网http://www.bianbao.net/ 用聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯等树脂制成。可作绝热和隔音材料,用途很广。
(1)容重很低,可减轻包装重量,降低运输费用;
(2)具有优良的冲击、振动能量的吸收性,用于缓冲防震包装能大大减少产品的破损;
(3)对温、湿度的变化适应性强,能满足一般包装情况的要求;(4)吸水率低、吸湿性小,化学稳定性好,本身不会对内装物产生腐蚀,且对酸、碱等化学药品有较强的耐受性;
(5)导热率低,可用于保温隔热包装,如冰淇淋杯、快餐容器及保温鱼箱等;
(6)成型加工方便,可以采用模压、挤出、注射等成型方法制成各种泡沫衬垫、泡沫块、片材等。容易进行二次成型加工,如泡沫板材经热成型可制成各种快餐容器等。另外,泡沫塑料块也可用粘合剂进行自身粘接或与其它材料粘接,制成各种缓冲衬垫等。
【使用分类】
微孔间互相连通的称为开孔型泡沫塑料,互相封闭的称为闭孔型泡沫塑料。泡沫塑料有硬质、软质两种。按美国试验和材料学会标准,在18~29℃温度下,在时间为5s内,绕直径2.5cm的圆棒一周,如不断裂,测试样属于软质泡沫塑料;反之则属硬质泡沫塑料。泡沫塑料还可分为低发泡和高发泡两类。通常将发泡倍率(发泡后比发泡前体积增大的倍数)小于5的称为低发泡,大于5的称为高发泡。
一、硬质泡沫塑料即在室温下,构成泡沫塑料的聚合物属结晶态或无定形态,它们的玻璃化温度高于常温,因此,在常温下泡沫塑料的质地较硬。
二、软质泡沫塑料即构成泡沫塑料的聚合物的熔点小于常温或无定形聚合物的玻璃化温度低于常温,材料在常温下质地柔软。
三、半硬质(或半软质)泡沫塑料是介于以上两类之间的泡沫体。【主要用途】
聚苯乙烯泡沫塑料新用途:将聚苯乙烯泡沫塑料块体同钢筋混凝土结合起来,为温哥华港的漂浮机场提供了正向浮力,这是一种经济和耐久的解决办法。再生资源网http://www.bianbao.net/ 整个工程总造价为160万加元,即570加元/m2左右,与在陆地上开发相比,不但造价降低了,而且还有以下优点:
(1)降低了初期投资;
(2)缩短了施工周期,把中期投资减到最少;(3)采用漂浮机场节省了可公开发的商业区土地;(4)漂浮机场随时可以移动;(5)结构的维修费用较低;(6)甲板的摩擦力较大;
(7)材料具有耐火性,在失火时对热损坏有极好的耐受能力;(8)结构在美学上引人入胜,很好地适应了海岸线的景观。
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第三篇:聚氨酯
聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体A组成,配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等,经混合等工序加工制成B组份,按一定比例配合搅拌均匀,涂刮在基面上,固化后形成整体而富有弹性的防水胶膜。该类涂料为反应固化型(湿气固话)涂料、具有强度高、延伸率大、耐水性能好等特点。对基层变形的适应能力强。聚氨酯防水涂料是新型防水涂料中使用比例较高的一类产品,现在已经成为防水涂料的主导产品之一,属高档防水涂料。满足TB/T2965-202_《铁路混凝土桥面防水层技术条件》铁路防水材料的性能要求。
施工方法要求
1、聚氨酯防水涂料总涂膜厚度不应小于2.0mm,每平方米用量不少于2.4kg.2、基层表面不得有明水,严禁雨中施工。
3、施工方法及要求如下:
a)宜采用喷涂设备将涂料均匀喷涂于基层表面,也可采用金属锯齿
b)涂料主剂(A组份)、固化剂(B组份)按1:2混合,充分搅拌均匀至颜色油亮为准,每种组份的称量误差不应大于±2%。
c)采用喷涂设备时,该设备应具有自动计量、混合和加热功能,加热后出料温度在60~80℃.d)采用人工涂刷配置涂料时,按照先主剂、后固化剂的顺序将液体倒入容器,并充分搅拌使其混合均匀,搅拌时间3min~5min.e)搅拌时不应加水,应采用机械方法搅拌,搅拌器的转速宜在200r/min~300r/min.f)涂刷应分2次进行,以防止气泡存于涂膜内。第一次使用平板在基面上涂刮一层厚度0.2mm左右的涂膜,1h---2h内使用金属锯齿板进行第二次刮涂。
g)配置好的涂料应20min内用完,随配随用。
h)对挡砟墙、竖墙等垂直部位使用毛刷或辊子先行涂刷,平面部位在其后涂刷。I)不应使用风扇或类似工具缩短干燥时间。
j)喷涂后4h或涂刷后12h内应防止霜冻、雨淋及曝晒。
k)防水层完全干固后,方可浇注保护层。
I)防水层铺设施工环境温度不应低于5℃.
第四篇:泡沫塑料测试标准总结
泡沫塑料测试标准总结
泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料,具有质轻、隔热、吸音、减震等特性,且介电性能优于基体树脂,用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料,发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。泡沫塑料测试,泡沫塑料检测等检测服务,找专业机构,去科标化工检测研究院有限公司,具有权威资质认证,出具权威检测报告!检测产品范围:
硬质泡沫塑料:聚苯乙烯泡沫塑料,硬质聚氨酯泡沫塑料,酚醛树脂泡沫塑料、氨基泡沫塑料、环氧泡沫塑料、热固性丙烯酸酯树脂泡沫塑等; 软质泡沫塑料 检测项目:
物理性能:密度、厚度、尺寸、吸水性、韧性等;
力学性能:硬度,刚度,弹性模量,断裂伸长率,摩擦性能,拉伸、抗压强度等; 热学性能:热稳定性,熔融温度,膨胀系数,氧化指数等; 电学性能:电绝缘性,介电常数,介电损耗等;
环境性能:耐酸性、耐碱性,耐盐性,耐溶剂性等;
老化测试:耐高低温,盐雾试验,紫外老化,热老化性能等; 检测标准:
10CJ16 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板保温系统建筑构造
CAS 137-202_ 轻质耐热粉泡沫塑料复合保温隔热屋面板
CJ/T 129-202_ 玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管
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GB/T 1033.2-202_ 塑料非泡沫塑料密度的测定第2部分:密度梯度柱法
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第五篇:阻燃的级别
电线电缆阻燃等级区别:ZA ZB ZC ZD
[ 录入者:北京科讯电线电缆厂| 时间:202_-12-25 | 作者:王俊敏 | 来源: | 点击:10 ]
ZA:阻燃类别A,供火时间及温度:40分/815度,试样容量:V/M 7升/米,合格判定:焦化高度小于等于2.5米,自熄时间小于等于60分
ZB:阻燃类别B,供火时间及温度:40分/815度,试样容量:V/M 3.5升/米,合格判定:焦化高度小于等于2.5米,自熄时间小于等于60分
ZC:阻燃类别C,供火时间及温度20分/815度,试样容量:V/M 1.5升/米,合格判定:焦化高度小于等于2.5米,自熄时间小于等于60分