复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征.pdf

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1、赵义平等：复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征赵义平，阎家建，陈丁猛，陈莉，董知之，付维贵(天津工业大学材料科学与工程学院，改性与功能纤维天津市重点实验室，天津300160)摘要：通过添加N，N二(2-；sL代一5，5一二甲基一1，司；三聚氰胺(MA)，天津光复精细化工研究所；聚磷3，2一二氧磷杂环己基)乙二胺(DDPSN)、三聚氰胺酸铵(APP，≥50)，济南旭升橡胶有限公司；N，N二(MA)、聚磷酸铵(APP)单组份阻燃剂及其复配阻燃(2一硫代一5，5-二甲基一1，3，2-二氧磷杂环己基)乙二胺

2、剂，制得无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料，并对其阻燃性能、(DDPSN)，天津工业大学制备。力学性能、密度、吸水率以及热性能等进行了研究。研2．2聚氨酯泡沫的制备究结果表明，单组份阻燃剂中DDPSN阻燃效果较好，采用一步法发泡将水、三乙烯二胺、聚醚多元醇、复配阻燃体系中，DDPSN与MA以及DDPSN与硅油、辛酸亚锡以及不同含量阻燃剂依次加入100mLAPP均具有良好的协同阻燃效果，其中DDPSN与烧杯中，用电动搅拌器高速搅拌使其混合均匀。将APP协同效果最好。拉伸测试表明，单组份阻燃剂中MDI快速加入，并同时快速搅拌以使其混合充分并反APP表现较

3、好，DDPSN／APP复配对聚氨酯泡沫的力应，当反应物达到乳白状态时(乳白时间为5～10s)，学性能提高较大。DDPSN／APP复配阻燃体系对聚氨将其倒入预先准备好的模具中发泡。待发泡完全后，酯泡沫塑料的表观密度和孔结构影响不大，但使泡沫将充有泡沫塑料的模具放入烘箱内，于70℃下熟化塑料的降解温度提高。1h，取出模具脱模得到阻燃聚氨酯泡沫塑料制品。关键词：聚氨酯；泡沫塑料；阻燃；复配阻燃剂2．3性能测试中图分类号：TQ328．3文献标识码：A极限氧指数采用HC一2C型氧指数测定仪(南京江文章编号：1001—9731(2013)05—069

4、7—03宁区方山分析仪器设备厂)，按照GB／T2406—2009执行；拉伸测试采用YG065型电子织物强力机(莱州市1引言电子仪器有限公司)，按照GB／T6344—2008标准执聚氨酯(PU)泡沫塑料具有密度低、比强度高、绝行；热性能测试采用德国NETZSCH公司STA409PC缘性好、比表面积大以及吸音等优异性能，被广泛用作综合热分析仪在N。环境下对聚氨酯泡沫进行热重分隔热材料、防震材料、包装材料、吸音材料以及垫材等析，其中升温速率为10。C／min，气体流速为50mL／领域l_1]。但由于聚氨酯泡沫具有多孔性且密度较低，min，测试范

5、围为室温-800℃。其极易遇火燃烧，并产生有毒气体(主要为HCN和2．4泡沫表观密度测试CO)和烟尘，从而严重威胁人身健康和环境安全，大大参照GB／T6343—2009标准执行。测试前样品在制约着聚氨酯泡沫的应用与发展。因此，改善聚氨酯干燥环境中放置24h，测试时精确测量样品体积及质泡沫的阻燃性是当前提高聚氨酯泡沫性能的研究重点量，按式(1)计算表观密度，取平均值并精确至0．1kg／ITI3之一_2]，其中添加阻燃剂是提高聚氨酯泡沫阻燃性最：简便的方法。由于含卤阻燃泡沫燃烧时会产生大量的mIpD一×10(L1)烟雾和有毒的腐蚀性气体，造成

6、“二次危害”，因此无卤阻燃是聚氨酯泡沫阻燃研究趋势之一l_6。。式中，p为表观密度，kg／m。；m为试样的质量，本文通过添加几种单组份无卤阻燃剂及其复配组kg；V为试样的体积，rn。。份制备无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料，并研究阻燃对聚氨2．5泡沫吸水率测试酯泡沫阻燃性能和结构的影响。参照GB／T8810—2005标准执行。测试时，精确称量样品初始质量M，将其放入水槽中浸泡24h后擦2实验干表面水分测其质量M。，由式(2)计算吸水率：2．1实验原料W一—M2-M1一—j～xlooAo(2)聚醚多元醇(羟值184mgKOH／g)，市售；二苯基甲烷二

7、异氰酸酯(MDI)，市售；硅油，工业级，市售；辛式中，w为吸水率，；M为样品浸水前的质量，酸亚锡、三乙烯二胺，成都格雷西亚化学技术有限公g；M为样品浸水后的质量，g。*基金项目：国家自然科学基金资助项目(21074091)；教育部科学技术研究重点资助项目(209005)收到初稿日期：2012—08—24收到修改稿日期：2012—11一O2通讯作者：陈莉作者简介：赵义平(1974一)，男，山东蓬莱人，副教授，博士，主要从事智能和功能高分子材料研究。助材(44)卷3结果与讨论等量3．1单组份阻燃剂对聚氨酯泡沫性能的影响暑a’DDPSN、MA和

8、APP3种阻燃剂都是无卤固态阻o燃剂，其中DDPSN是一种新型的含磷、氮、硫的膨胀a’．量型阻燃剂。由图1所示，聚氨酯泡沫的极限氧指数随量着单组份阻燃剂含量的增加而增大，其中DDPSN在-1质