含磷阻燃剂在聚氨酯硬泡中的应用及其阻燃机理的研究.pdf

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1、l论文选编I含磷阻燃剂在聚氨酯硬泡中的应用及其阻燃机理的研究冯发飞许国志钱立军辛菲陈雅君刘晶北京工商大学材料科学与工程系北京100048摘要制备了分别含有相同质量分数的添加型与反应型含磷阻燃剂(甲基膦酸二甲酯为添加型，OP550为反应型)的聚氨酯硬泡(RPUF)。通过热重分析仪、氧指数测试仪、锥形量热仪研究了两种不同类型含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡性能的影响。结果表明，在体系中阻燃剂添加量均为10％的情况下，加入甲基膦酸二甲酯能使RPUF的氧指数由19．2％提高~1J24．8％，热释放速率的峰值(PHRR)由317．01kW／m2降低到231．39kW／m2，而加入0P550

2、能使RPUF的氧指数提高~1J23．O％，PHRR降1'~U287．64kW／m2。~t91,，还通过扫描电镜(SEM)与能量色散×射线光谱仪(EDX)对燃烧后的残炭进行了表面形貌与元素分析，初步探讨了DMMP与OP550的阻燃机理。关键词聚氨酯硬泡；阻燃剂；甲基膦酸二甲酯；OP550；机理聚氨酯是由二元或多元羟基化合物与二异氰酸三乙酯与红磷添加到聚异氰脲酸酯聚氨酯泡沫酯或多异氰酸酯在一定条件下加聚而成的高分子聚中，分别研究了磷酸三乙酯与石墨、红磷与石墨合物。根据所用原料、催化剂、反应条件等的不同，对泡沫阻燃性能的影响。国内相关人员还集中可制得不同性质的产品，如硬质和软

3、质泡沫、橡胶、研究了不同粒径的可膨胀石墨对高密度聚氨酯泡纤维、弹性体、涂料和粘合剂等⋯。其中，硬质聚沫阻燃行为的影响，中空玻璃微球与石墨、晶须氨酯泡沫(RPUF)由于具有密度低、强度高、导二氧化硅与石墨及聚磷酸铵与石墨对硬质聚氨酯热系数低、粘接性能强、吸水率低、施工方便等一泡沫阻燃性能的影响，聚甲基丙烯酸甲酯一可膨系列优点，因此可作为隔热保温，结构或装饰材料胀石墨复合材料在硬质聚氨酯泡沫中的阻燃应用而被广泛应用于国民经济的诸多领域，如建筑节能、等。还有人员利用反应型阻燃剂N，N一二羟石油化工管道、冰箱冰柜、冷藏集装箱、航空航天乙基胺甲基膦酸二乙酯(DDMP)含有能与异氰

4、等。近年来，受到国家“十二五”建筑节能酸酯反应的羟基官能团制备出了大分子主链上带专项规划的影响，聚氨酯硬泡材料在建筑外墙保有P与N元素的阻燃硬质聚氨酯泡沫~t-31~这些工温方面得到了极为广泛的应用。作为聚氨酯硬泡的理论研究与进一步应用创造了但是，未经阻燃处理的聚氨酯硬泡是一种极易有利条件。燃烧的材料，其氧指数仅为19％左右。这在很大在此次研究中，我们选取了两种不同类型的含程度上限制了其在建筑保温材料领域的使用。目磷类阻燃剂，即添加型的甲基膦酸二甲酯(DMMP)前，已经有许多文献报道了关于聚氨酯硬泡的无与反应型的OP550。在保证阻燃剂添加量相同(均卤阻燃改性研究，而且

5、所采用的阻燃剂多为含磷为t0％)的情况下，研究了二者对聚氨酯硬泡材料类。例如，国外有人研究了氢氧化铝及氢氧化铝性能的影响。其中，DMMP的磷元素是以共混的形与磷酸三苯酯的混合物对硬质聚氨酯泡沫阻燃性式存在于材料中，而OP550的磷元素是作为聚氯酯能的影响J。还有研究小组将可膨胀石墨、磷酸分子链的一部分而存在于材料中。通过相应的测试2fJ1燃20l4第1期l论文选编l表征手段，比较了不同类型含磷类阻燃剂的阻燃效700C表征了阻燃RPUF的热稳定性。果并初步探讨了相应的阻燃机理。根据ASTMD2863—97，采用氧指数测试仪1实验部分(Limitingoxygenindex

6、，LOI，FireTesting1．1原料Technology，UN)测试了阻燃RPUF的氧指数值。试样的标准尺寸为100×10×10mm。聚醚多元醇DSU450L，羟值根据ISO5660，采用锥形量热仪(Cone450±10mgKOH／g，山东德信联邦化学工业有限calorimeter，FireTestingTechnology，UN)表公司；匀泡剂AK8803，江苏美思德化学股份有征了阻燃RPUF的燃烧性能。外部辐射热流量为限公司；催化剂，江苏溧阳市雨田化工有限公司；50kW／m，试样的标准尺寸为100×100×30mm。蒸馏水，市售；发泡剂HCFC一141b，浙江

7、杭州富采用扫描电子显微镜(Scanningelectronic时特化工有限公司；阻燃剂DMMP，北京东华力拓microscopeSEM／EDX，TESCANVEGA11，捷科技发展有限公司；阻燃剂OP550(低聚磷酸酯多克GESCAN，S．r．o公司)表征了燃烧后残炭表元醇)，山东兄弟科技股份有限公司；多异氰酸酯面的微观形貌与元素组成。PAPI，NCO质量分数30％，含单体MDI52％，德2结果与讨论国Bayer。1．2制备方法2．1热稳定性按照表l所示配方，在常温下，将白料A：图1给出了试样PU、PU／10％DMMP及450L、匀泡剂、