无卤阻燃PP材料的火灾危险性分析

利用氧指数、热重分析等测试方法对无卤阻燃聚丙烯(PP)的阻燃性能、热降解行为及火灾危险性进行了系统分析。结果表明:当添加无卤阻燃剂质量分数为20%时,PP垂直燃烧(UL-94)达到V-0级,极限氧指数达到33.2%,同时热降解过程发生滞后现象,热稳定性提高;无卤阻燃PP在燃烧过程中可以有效地降低体系热释放速率、烟释放速率和总烟释放。     

用锥形量热仪研究PS/MH复合材料燃烧性能

将聚苯乙烯(PS)树脂与改性后的氢氧化镁(MH)直接进行熔融复合制备PS/MH复合材料,采用锥形量热仪对复合材料的燃烧行为进行了研究.结果表明,加入20份MH可使PS的峰值热释放速率(HRRpeak)、峰值质量损失速率(MLRpenk)和峰值生烟速率(SPRpeak)分别降低57.9%,40.9%和52.1%,引入MH后复合材料的热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)和生烟速率(SPR)等燃烧性能参数均显著降低.材料的燃烧时间延长,分解速率减小.随着MH含量增加.复合材料的燃烧性能参数均明显降低.表现出良好的阻燃性和抑烟性.     

聚酯/聚醚型聚氨酯互换膜材的制备与应用

为了优化聚氨酯(PUR)包膜尿素控释性能,采用多亚甲基多苯基异氰酸酯分别与聚酯和聚醚多元醇按不同配比混合,依照不同次序先后喷涂在尿素颗粒表面制备聚酯型和聚醚型PUR互换层包膜尿素并利用分光光度法研究其控释性能。通过接触角、热重分析和扫描电子显微镜对膜材的润湿性、热稳定性和形貌进行了表征,并采用傅立叶变换红外光谱分析了尿素释放过程中膜层的结构变化。结果表明,聚酯型PUR的疏水性弱于聚醚型PUR,但热稳定性高于后者;两者的包覆次序影响PUR包膜尿素的控释效果,聚酯型PUR为外层、聚醚型PUR为内层时控释性能优良,当两者包覆比例(质量比)为1.5∶1.5时,释放期最长可达84 d。     

水性聚氨酯预聚反应的动力学参数分析

本文选择聚酯,聚醚多元醇,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了水性聚氨酯乳液。主要研究了温度对预聚反应的影响,计算了反应速率常数K0和活化能Ea,并比较了温度对聚酯聚醚混合型和聚酯型水性聚氨酯预聚反应影响的大小。结果表明:纯聚酯多元醇与IPDI反应的活化能为97.99KJ/mol,聚酯/聚醚混合型多元醇与IPDI反应的活化能为60.606KJ/mol,制备水性聚氨酯时聚酯/聚醚混合型预聚反应温度要低于聚酯型。     

阻燃剂种类对聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇PPG2000和N330、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)为原料合成预聚体组分,以多元醇PPG2000和N330、扩链剂3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)以及乙二醇(EG)配制多元醇组分。添加阻燃剂,通过半预聚体法合成聚氨酯弹性体(PUE)。通过改变阻燃剂的种类,研究其对PUE性能的影响。研究发现,阻燃剂能够明显改善PUE的阻燃性能,但是降低了PUE的拉伸强度和撕裂强度;根据锥形量热仪的分析,改性聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)作为复配阻燃剂可以有效降低PUE的生烟速率、热释放速率和总热释放量;阻燃剂的加入在一定程度上会降低材料的体积电阻率。     

UF/MPOP与PEA/MPOP对木材燃烧性能的影响

分别以脲醛树脂(UF)和纯丙乳液(PEA)树脂为基料,三聚氰胺聚磷酸盐(MPOP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,制备了膨胀型阻燃涂料。通过热重分析仪对制备的MPOP热稳定性及阻燃机理进行了表征,利用锥形量热仪、极限氧指数测试仪对涂料阻燃性能进行分析。结果表明,与PEA/MPOP相比,UF/MPOP对木材具有更好的阻燃性能,热稳定性和抑烟性能,极限氧指数提高了9.4 %,热释放速率、总热释放量、烟气释放速率降低,在木材表面形成的炭层更加完整。     

阻燃HIPS纳米复合材料的热降解和燃烧行为

制备了引入超细全硫化纳米粉末橡胶的含卤高抗冲聚苯乙烯阻燃体系,采用热重分析法对引入超细全硫化纳米粉末橡胶的高抗冲聚苯乙烯阻燃体系的热降解行为进行了表征.结果表明:引入粉末橡胶后,加速了阻燃剂的分解速率,能够更充分地捕捉燃烧反应中的活性自由基,使燃烧减缓,达到阻燃的目的.利用锥形量热仪进一步研究了燃烧行为,结果显示,引入粉末橡胶后,体系的热释放速率、热释放总量、烟产生速率和烟释放速率等燃烧参数均低于未引入粉末橡胶的相应值,阻燃效果明显.     

难燃级硬质聚异氰脲酸酯泡沫的研制

采用自行研制的聚酯多元醇、阻燃聚醚多元醇与添加型阻燃剂等助剂配制的组合聚醚,和多异氰酸酯进行反应,制得低发烟量、低脆性的难燃型聚异氰脲酸酯泡沫。讨论了聚酯多元醇、阻燃聚醚多元醇、添加型阻燃剂、泡沫稳定剂、异氰酸酯指数及催化剂等对泡沫性能的影响。试验表明,泡沫成型密度为52 kg/m3,氧指数为32,导热系数为0.024 W/(m·K),烟密度(SDR)为45％,压缩强度为0.300 MPa。     

LaFeO_3的合成及其在软质PVC中的阻燃应用

采用高温煅烧法合成了钙钛矿型铁酸镧(LaFeO3)。探讨了煅烧温度及时间对反应产物的影响,通过X射线衍射(XRD)对LaFeO3进行了表征,确定高温煅烧的最佳条件为800℃下煅烧4 h。通过极限氧指数(LOI)、烟密度等级(SDR)及锥形量热(CONE)测试研究了LaFeO3对软质PVC阻燃及消烟性能的影响,使用热重分析(TGA)考察了LaFeO3对PVC热降解过程的影响。结果表明:LaFeO3能有效地降低PVC燃烧过程中的发烟量,使样品燃烧的热释放速率(HRR)、烟释放速率(SPR)以及总烟释放量(TSP)等明显降低;LaFeO3主要在PVC降解的第二阶段发挥阻燃消烟作用,大量稳定的残炭的生成是LaFeO3具有优异消烟性能的主要原因。     

粉煤灰及其与红磷复配阻燃EVA复合材料的性能

以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,粉煤灰(FA)为复配阻燃剂,通过添加协效阻燃剂红磷(RP)制得EVA/FA/RP复合材料。采用极限氧指数(LOI)测试、锥形量热仪测试、烟密度测试等研究了复合材料燃烧性能和生烟性能,并探讨了其阻燃及抑烟机理。结果表明:w(EVA)为50%,w(FA)为47%,w(RP)为3%时,制备的复合材料的LOI最高,达到了25.6%;与纯EVA相比,复合材料的热释放速率、质量损失、烟生成速率均显著降低,表现出良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均表现出良好的抑烟性能。     

基于环三磷腈磷氮阻燃剂的合成及其在聚氨酯泡沫的应用

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、苯胺及亚磷酸二乙酯等原料,成功合成阻燃剂六（4-苯胺基次甲基苯氧基-亚磷酸二乙酯基）环三磷腈（HADPPCP）,用于阻燃基于苹果酸多元醇的聚氨酯硬泡。HADPPCP具有良好的热稳定性和成炭性,氮气气氛下的初始分解温度为191.9℃,700℃时的残炭量高到46.8%（质量）。HADPPCP的加入可以改善聚氨酯硬泡的热稳定性、阻燃性能和燃烧行为。添加25%(质量)的HADPPCP可以将聚氨酯泡沫的氧指数从18%提高到25%,最大热释放速率和总热释放量分别从230 kW/m²和20.1 MJ/m²降低至213 kW/m²和16.6 MJ/m²,总产烟量从10.5 m²下降到5.3 m²。     

Enhanced Flame Retardancy of Rigid Polyurethane Foams by Polyacrylamide/MXene Hydrogel Nanocomposite Coating

Rigid polyurethane foam (RPUF) has been widely used in many fields, but its high flammability and frequent release of large amounts of toxic smoke during combustion limit its application. Hydrogel coatings, as a kind of environmentally friendly material, contain large amounts of water, which is beneficial to flame retardance of RPUF. MXene, as a two-dimensional inorganic nanomaterial, possesses a large specific surface area and good thermal stability, performing well in smoke suppression and as a physical barrier for flammable gas products and heat. Herein, to address the fire hazards of RPUF, MXene nanosheets were first grafted with double bonds, and then introduced into a polyacrylamide hydrogel system by radical polymerization to prepare MXene-based hydrogel coating (PAAm-MXene). The flame-retardant RPUF (coated RPUF) was prepared by painting the PAAm-MXene coating onto RPUF surface. The dispersion of modified MXene nanosheets (m-MXene) in hydrogels is improved compared with pristine MXene, and the addition of m-MXene contributes to the thermal stability enhancement of PAAm-MXene. Cone calorimetry, water retention test, and open flame combustion test were used to study the flame retardancy, smoke suppression, and water retention of flame-retardant RPUF. The coated RPUF exhibited significant flame retardancy, including reduced peak heat release rate (pHRR) at a maximum by 25.8%, and total heat release rate (THR) at a maximum by 24.6%, and total smoke production at a maximum by 38.9%. The results show that both MXene and m-MXene can improve the flame retardancy, smoke suppression, and water retention of hydrogels, but m-MXene has a better smoke suppression effect than MXene. That can be ascribed to the better dispersion of m-MXene than pristine MXene. The detailed performance improvement mechanisms are proposed. This work will not only improve the flame retardancy of RPUF, but also promotes the exploration of new flame-retardant strategies for RPUF.     

次磷酸铝添加量对碱木质素基聚氨酯 泡沫阻燃性能的影响

利用精制后的碱木质素部分代替聚醚多元醇制备碱木质素基聚氨酯泡沫材料(PUF/木质素)。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到材料中制备PUF/木质素/AHP材料。通过极限氧指数(LOI)测试PUF/木质素/AHP材料的阻燃性能,通过热重分析(TG)研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了PUF/木质素/AHP材料的燃烧行为和残炭的表面形貌。结果表明：当碱木质素添加量为聚醚多元醇的5%、AHP的添加量为30%时,PUF/5%木质素/30%AHP材料的LOI值达到了25.6%,同时降低了材料的热分解速率和热释放量,促进了材料的成炭。当AHP受热分解时,产生的PO自由基会捕捉材料燃烧时产生的氢氧自由基,从而抑制燃烧反应,同时产生磷酸铝和焦磷酸铝,形成致密的炭层阻隔物质和能量的传递,阻止材料进一步燃烧,从而提高材料的阻燃性能。     

可膨胀石墨与含磷阻燃剂在聚氨酯硬泡材料中的应用

通过氧指数仪与锥形量热仪研究了可膨胀石墨（EG）与低聚磷酸酯多元醇（OP550）、二乙基N,N二(2羟乙基)胺基甲基膦酸酯（WSFR 6）2种反应型含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡材料（RPUF）阻燃性能的影响。结果表明,在OP550与WSFR 6的存在下,RPUF具有较好的成炭性,且炭层较为致密;添加EG后,体系的阻燃性能进一步提高,当其含量为14 %（质量分数,下同）时,RPUF体系的极限氧指数达到33.6 %,热释放速率峰值降低到106.93 kW/m2。     

四元复合体系在硬质聚氨酯泡沫材料中的逐级释放阻燃行为研究

以甲基膦酸二甲酯（DMMP）、10-（2,5-二羟基甲苯）-10-氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物（DOPO-HQ）、可膨胀石墨（EG）和氢氧化铝（ATH）构建了四元阻燃复合体系,并通过热失重分析仪（TG）、锥形量热仪、极限氧指数分析仪等研究了其在硬质聚氨酯泡沫（RPUF）中的阻燃行为。结果表明,四元阻燃体系能够在较宽温度区间内发挥逐级释放的协同阻燃效应;DOPO-HQ能够与EG/DMMP/ATH三元阻燃体系形成加合阻燃效应,使得RPUF复合材料的极限氧指数（LOI）提升至30.8%;与采用EG/DMMP/ATH三元阻燃体系的RPUF复合材料相比,采用加入DOPO-HQ的四元阻燃体系的RPUF复合材料的热释放速率峰值（PHRR）、总热释放量（THR）、总烟释放量（TSR）均有所下降,残炭率得到了进一步提升,说明DOPO-HQ与EG/DMMP/ATH所构建的四元阻燃体系在成炭性方面具有协同效应;此外,通过扫描电子显微镜（SEM）对残炭进行表征,验证了四元阻燃体系在凝聚相中能够发挥优异的成炭阻隔效应,并能够在燃烧的初期、中期和末期发挥逐级释放阻燃效应。     

Enhanced flame-retardant performance of rigid polyurethane foam by using APTES-MMT and ATH mixed intumescent coatings

The design of environment-friendly fireproof rigid polyurethane foams (RPUFs) that completely prevent ignition or the spread of fires is important for energy conservation and emission reductions. In this paper, an intumescent flame-retardant coating was prepared and coated onto the surface of a RPUF to improve its flame retardancy. Vertical combustion experiments (UL-94) showed that, compared with the pure RPUF, a RPUF coated with the expansion coating successfully self-extinguished without a droplet formed after ignitor removal. Thermogravimetric analyses showed that the expanded coating effectively increased the rate of carbon residue formation. Cone calorimetry showed that when the pigment-to-binder ratio was 3.5:1, with 5% modified montmorillonite, 6% aluminum hydroxide, and 4% titanium dioxide, the intumescent coating effectively reduced the heat release rate and total heat release of the RPUF. Remarkably, the smoke release rate and total exhaust gas volume showed that the expanded coating provided obviously enhanced smoke suppression. Therefore, the flame retardancy and toxic smoke suppression provided by the RPUF thermal insulation material is essential and very useful for healthy development of human society and the environment.     

三聚氰胺氰尿酸盐阻燃聚氨酯硬泡

将三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)作为阻燃剂,采用一步全水发泡法,制备一系列硬质聚氨酯泡沫/三聚氰胺氰尿酸盐复合材料(RPUF/MCA),采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL-94垂直燃烧、烟密度测试、傅立叶红外光谱(FT-IR)及拉曼光谱表征,研究了MCA对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)泡孔结构、热稳定性、阻燃性及燃烧烟气密度的影响。研究表明,MCA能够显著提高RPUF/MCA的阻燃性能,30份的MCA使RPUF/MCA30达到UL-94 V-1级别,极限氧指数达到22.0%。热重测试结果表明,MCA的添加使成炭率降低;同时发现,MCA的添加降低了RPUF/MCA泡沫复合材料的初始热分解温度和复合材料的燃烧烟气密度,有效地提高了复合材料火灾安全性能。     

聚合物多元醇（POP）合成工艺研究进展

聚合物多元醇是生产聚氨酯原料之一。本文从聚醚多元醇合成工艺入手,重点阐述不燃级聚氨酯泡沫用聚合物多元醇（ POP）和高固含量聚合物多元醇（ POP）的制造工艺发展,其中不燃级聚氨酯泡沫用POP的制造分为外加法和内加法。最后,对聚醚多元醇工艺进行了总结和展望,国内聚醚生产企业应加快先进合成工艺的开发和引进。     

喷涂缠绕保温管用全水发泡聚氨酯组合聚醚的研制

用聚醚多元醇A、聚醚二醇B、聚酯多元醇PS-2915、三乙醇胺、水和其他助剂制备了喷涂管道用全水发泡聚氨酯硬泡组合聚醚,并对其反应性能、黏度进行评价,对使用该组合聚醚和多异氰酸酯PM-200制得的聚氨酯泡沫材料的性能进行研究。结果表明,在合适的原料用量时,制得的组合聚醚黏度较低,与多异氰酸酯PM-200的反应速度满足喷涂管道生产工艺要求。当喷涂制得的聚氨酯泡沫单层厚度7 mm左右,泡沫体具有较高的粘接强度、较好的韧性和较低的导热系数,密度61 kg/m^3的泡沫压缩强度达到526 kPa。制得的喷涂管道产品满足GB/T 34611—2017要求。     

车用聚氨酯泡沫材料VOC及气味改进综述

分析了车用聚氨酯泡沫材料气味来源,综合概述了当前车用聚氨酯泡沫材料挥发性有机化合物(VOC)和气味控制技术方面研究进展。首先以聚氨酯泡沫材料两大原料即聚醚多元醇及异氰酸酯为对象,从低气味聚醚多元醇的开发和异氰酸酯单体替代等方面介绍了降低聚氨酯泡沫VOC及气味的方法;其次从生产聚氨酯泡沫的各种助剂,包括催化剂、硅酮表面活性剂、脱模剂和除醛剂等方面详细总结了聚氨酯泡沫VOC含量及气味的控制方法。