阻燃增韧聚氨酯硬泡塑料的制备与性能研究

以液化三聚氰胺、聚磷酸铵、有机蒙脱土为阻燃增强剂制备了聚氨酯硬泡塑料,研究了阻燃剂用量及复配方式对聚氨酯硬泡塑料力学性能和阻燃性能的影响,结果表明,当聚磷酸铵/有机蒙脱土以质量比1∶2复配,添加量为25份时,其力学性能和阻燃效果最佳,泡沫密度为0.06 g.cm-3,压缩强度为1.26 MPa,拉伸强度为1.28 MPa,泡沫氧指数为31.5%,烟密度(SDR)为71,垂直燃烧时间为4.9 s,其燃烧性能达UL94 V-0级要求。     

含磷氯和氮的化合物对软质PU泡沫塑料的阻燃作用

较全面地研究了含磷和氯(或氮)的化合物对软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃作用,表明:(1)磷与氯或氨复配的协同阻燃效应能明显提高其阻燃效率,当其阻燃剂用量为11%—12%时,PU软泡的阻燃性达到GB10800—89阻燃一级;(2)使含磷氮阻燃基团结合在PU分子中,能降低阻燃剂的逃失性,从而提高材料阻燃耐久性,为阻燃技术的研究指出一条新途径。     

含磷阻燃剂阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

研究了无卤、含磷添加型阻燃剂红磷、包覆红磷、聚磷酸铵、包覆聚磷酸铵、含磷膨胀型阻燃剂PNP、三聚氰胺焦磷酸盐等6种阻燃剂对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃及力学性能的影响。结果表明,随着阻燃剂添加量的增加,阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的极限氧指数(LOI)总体上呈升高趋势,拉伸强度呈先上升后下降趋势,而冲击强度呈逐渐下降趋势。包覆红磷和包覆聚磷酸铵阻燃材料的阻燃性能和力学性能均明显好于普通红磷和聚磷酸铵阻燃剂,PNP阻燃材料具有最佳的阻燃性能和力学性能,当PNP添加量为25%时,阻燃材料的LOI为29.5%,拉伸强度和冲击强度分别为5.3 MPa和8.7 kJ/m2。     

氢氧化铝/磷氮复配阻燃剂对热硫化硅橡胶性能的影响

在甲基乙烯基硅橡胶生胶中分别加入氢氧化铝阻燃剂和氢氧化铝/磷氮复配阻燃剂,制得两种热硫化阻燃硅橡胶。考察了氢氧化铝用量对硅橡胶阻燃性能的影响,并研究氢氧化铝中引入磷氮阻燃剂对硅橡胶物理性能的影响。结果表明,当氢氧化铝的用量为110份时,硅橡胶阻燃等级FV-0,极限氧指数43%,邵尔A硬度68度,拉伸强度4.5 MPa,拉断伸长率269%,撕裂强度12.5 k N/m;当氢氧化铝/氮磷复配阻燃剂用量为75份时,硅橡胶阻燃等级FV-0,硅橡胶极限氧指数36%,邵尔A硬度55度,拉伸强度5.9 MPa,拉断伸长率480%,撕裂强度17.2 k N/m。,采用氢氧化铝/磷氮复配阻燃剂比单纯采用氢氧化铝阻燃剂的硅橡胶性能有所提高。     

复合无卤阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响

以膨胀石墨(EG)分别和三聚氰胺(MA)或磷酸三乙酯(TEP)组成2种无卤复合型阻燃剂,用于聚氨酯硬泡的阻燃。结果表明,每100份聚醚多元醇,当EG用量均为10份,第二种阻燃剂MA或TEP添加量为15~25份时,所得的聚氨酯硬泡的氧指数可提高至27.0~29.7,说明复合阻燃剂使聚氨酯硬泡的阻燃性能明显提高;密度约为45 kg/m3的阻燃聚氨酯硬泡的压缩强度在192~252 k Pa范围,与未阻燃聚氨酯硬泡相比有所下降;导热系数在21.2~22.5 m W/(m·K)范围。     

助剂对全水发泡阻燃聚氨酯硬泡性能的影响

采用聚醚多元醇、多异氰酸酯、泡沫稳定剂、液态阻燃剂、催化剂和水制备了全水发泡阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料,研究了水用量、催化剂、泡沫稳定剂及阻燃剂对聚氨酯硬泡性能的影响。结果表明,水用量影响聚氨酯硬泡的泡沫密度、压缩强度、尺寸稳定性、吸水率等性能;不同催化剂复配影响聚氨酯硬泡的泡孔结构;泡沫稳定剂影响泡孔均匀性和聚氨酯硬泡的导热性能;磷酸三乙酯(TEP)对硬泡阻燃性能的影响优于磷酸三氯丙酯(TCPP)和阻燃聚醚多元醇(F-7190)。随TEP用量的增加,聚氨酯硬泡的氧指数增大,压缩强度降低;随F-7190用量增加,聚氨酯硬泡的氧指数略有增大,压缩强度先增大后变小。     

无卤阻燃剂影响玻璃纤维增强聚丙烯性能的研究

以聚丙烯为基料,短切玻璃纤维为增强材料,添加氮–磷膨胀型阻燃剂,制备了无卤阻燃剂增强聚丙烯复合材料。研究了阻燃剂的含量对复合材料拉伸强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度和氧指数的影响。结果表明:不同含量的阻燃剂对聚丙烯/玻璃纤维/无卤阻燃复合材料的力学性能及阻燃性能有不同程度的影响;阻燃剂和玻璃纤维添加质量份分别为25、18的情况下,复合材料的性能最均衡,复合材料的力学性能及阻燃性能最优。     

溶剂法合成MPP及其阻燃玻纤增强尼龙66的研究

以强极性有机胺为反应介质,通过三聚氰胺与多聚磷酸的成盐反应一步合成磷氮复合型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)。考察了反应温度、反应时间和加料方式等对MPP阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响,发现在MPP质量分数为25%时所得材料的阻燃性能达到UL94(1.6mm)V-0级,拉伸强度和缺口冲击强度分别达120MPa和6.7kJ/m2。研究了体系的阻燃机理,为解决玻纤增强尼龙材料的玻纤“烛芯效应”及阻燃材料难以兼具阻燃性能和力学性能的难题提供了新方法。     

氧化石墨烯增强聚氨酯阻燃及力学性能的研究

为提高聚氨酯(PU)材料的阻燃及力学性能,采用熔融共混的方法制备了含磷阻燃剂的氧化石墨烯/聚氨酯(GO/PU)复合材料。分析了GO/PU复合材料的微观结构及燃烧后碳层的形貌,研究了GO的用量对GO/PU复合材料阻燃性能及其老化前后力学性能的影响。结果表明:随着GO用量的增加,GO/PU复合材料的阻燃性能逐渐增加,加入5%的GO时,LOI值达到39.8%,垂直燃烧等级为V-0级;加入含磷阻燃剂后,GO/PU复合材料力学性能有所下降;添加GO后,对GO/PU复合材料的力学性能起到增强的作用,复合材料的耐老化性能也随着GO含量的增加而提高。     

磷/硅比值对硬质聚氨酯泡沫性能的影响

通过添加二(1-硫代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)二甲基硅烷(Si-SPEPA)与液态磷系阻燃剂磷酸三乙酯(TEP),制得不同磷硅配比阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF),并对其泡孔结构、阻燃性能、力学性能以及热性能等进行了分析。结果表明:P/Si=3.6为该磷硅协效阻燃RPUF体系的最佳比值,此时阻燃RPUF的泡孔结构较好,极限氧指数(LOI)为26.9%,冲击强度可达到0.152 kJ/m2,压缩强度为0.200 MPa,且此时700℃下的残炭率有明显提高,其值为44.2%。     

建筑用阻燃聚氨酯研究进展

综述了有机阻燃剂对硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃改性研究进展。其中有机阻燃剂主要有磷系、氮系、磷/氮复合型等,其中磷/氮复合型的阻燃剂的改性效果要明显高于单一磷系或单一氮系的改性效果。另外,将有机阻燃剂与无机阻燃剂进行复配,利用有机和无机之间的协同作用,能够有效地提高聚氨酯的极限氧指数,降低其发烟量和热释放速率,而且还会在一定程度上影响到聚氨酯泡沫塑料的密度、热导率和压缩强度等性能。并指出复配性阻燃剂将是今后的研究方向。     

A flame‐retardant composite foam: foaming polyurethane in melamine formaldehyde foam skeleton

A composite foam, polyurethane–melamine formaldehyde (PU/MF) foam, was prepared through foaming PU resins in the three‐dimensional netlike skeleton of MF foam. The chemical structure, morphology, cell size and distribution, flame retardancy, thermal properties and mechanical properties of such composite foam were systematically investigated. It was found that the PU/MF foam possessed better fire retardancy than pristine PU foam and achieved self‐extinguishment. Moreover, no melt dripping occurred due to the contribution of the carbonized MF skeleton network. In order to further improve the flame retardancy of the composite foam, a small amount of a phosphorus flame retardant (ammonium polyphosphate) and a char‐forming agent (pentaerythritol) were incorporated into the foam, together with the nitrogen‐rich MF, thus constituting an intumescent flame‐retardant (IFR) system. Owing to the IFR system, the flame‐retardant PU/MF foam can generate a large bulk of expanded char acting as an efficient shielding layer to hold back the diffusion of heat and oxygen. As a result, the flame‐retardant PU/MF foam achieved a higher limiting oxygen index of 31.2% and exhibited immediate self‐extinguishment. It exhibited significantly reduced peak heat release rate and total heat release, as well as higher char residual ratio compared to PU foam. Furthermore, the composite foam also showed obviously improved mechanical performance in comparison with PU foam. Overall, the present investigation provided a new approach for fabricating a polymer composite foam with satisfactory flame retardancy and good comprehensive properties. © 2018 Society of Chemical Industry     

苯酐聚酯多元醇聚氨酯硬泡的阻燃性研究

以国产苯酐聚酯多元醇为主要原料制备了组合聚醚,再与多异氰酸酯反应,制备了阻燃型聚氨酯硬质泡沫。讨论了苯酐聚酯多元醇、硅油及发泡剂等因素对泡沫阻燃性的影响。结果表明,该组合聚醚与多异氰酸酯反应,制得的阻燃型聚氨酯硬质泡沫,其氧指数在28以上,压缩强度为300kPa,达到了国家标准GB／T8624-1997中B2级氧指数的要求。     

结构型阻燃聚醚多元醇对聚氨酯硬质泡沫阻燃性能的影响

用含磷氮元素的结构型阻燃聚醚多元醇制备硬质聚氨酯泡沫,考察了结构型阻燃聚醚的用量对泡沫物理性能和阻燃性能的影响。结果表明结构型阻燃聚醚加入使泡沫的压缩强度、尺寸稳定性和氧指数均有明显的提高;当结构型阻燃聚醚的质量占聚醚用量的30%,添加适量的混合阻燃剂时,其氧指数达32%以上;此外,在同一阻燃要求下结构型阻燃泡沫制品的阻燃剂添加量明显减少,但泡沫的各项性能得到显著提高。     

环境友好型阻燃高回弹聚氨酯软泡性能

开发环境友好型聚氨酯是目前聚氨酯（polyurethane,PU）泡沫塑料领域的热点课题。在PU中引入大豆分离蛋白质（soy protein isolate,SPI）,采用阻燃聚醚制备了环境友好型阻燃高回弹聚氨酯软泡。研究了SPI的不同添加方式及用量对聚氨酯软泡物理、力学、阻燃和生物降解性能的影响。结果表明,SPI以添加的方式而不是替代聚醚的方式加入软泡性能更好;少量添加SPI可以提高PU软泡的开孔率、密度、压陷硬度、舒适因子、回弹率和断裂伸长率,对压缩永久变形率、拉伸强度和极限氧指数影响不大。SPI改变了PU的硬段结构,可以有效促进聚氨酯泡沫的生物降解。     

无卤阻燃聚酯复合材料研究进展

综述了近5年来的无卤阻燃聚酯复合材料的研究进展。讨论了有机阻燃剂（如磷酸盐、磷酸酯等）、无机阻燃剂（如红磷、蒙脱土等）和有机无机配合阻燃体系（如氢氧化铝/聚磷酸铵/可膨胀石墨等）等几大类阻燃体系阻燃聚酯后复合材料的力学性能、热稳定性、相容性、抑烟性以及不同添加量下热释放速率的变化,并对高效、环境友好的无卤阻燃聚酯复合材料的前景进行了展望。     

低密度及阻燃低密度高回弹聚氨酯泡沫研制

采用聚醚多元醇和阻燃聚合物多元醇为主要原料,制备了低密度及阻燃低密度高回弹聚氨酯泡沫,讨论了低密度高回弹聚氨酯泡沫性能及阻燃聚合物多元醇TM-300用量对聚氨酯泡沫性能的影响。结果表明,低密度高回弹泡沫密度可低至35kg/m3,性能与一般密度聚氨酯泡沫相当。随着TM-300用量增加,阻燃低密度高回弹聚氨酯泡沫的硬度和拉伸强度增加,撕裂强度和伸长率下降;TM-300可有效提高聚氨酯泡沫的阻燃性能,氧指数可达到32,各项性能均较优异。     

碱式碳酸镁基复合阻燃剂的制备及其阻燃性能研究

采用硅烷表面处理的碱式碳酸镁纳米片和氢氧化镁以及氢氧化铝为复合阻燃剂,通过密炼模压法制备了一系列复配阻燃剂协效阻燃EVA的复合材料。利用拉伸性能测试仪、熔融指数仪、垂直燃烧测试仪和锥形量热仪分别测试了复合材料的力学性能、加工流动性能和阻燃性能,利用热重分析仪测试了复配阻燃剂的热分解行为。结果表明,复配阻燃剂以适当比例协效阻燃EVA在更宽的燃烧温度范围内发生分解,能够起到更好的阻燃效果。并且复配阻燃剂/EVA复合材料的热释放速率和烟释放率大幅度降低,分别为181.06 kW/m²和0.032 m²/s。另外,复配阻燃剂/EVA复合材料的拉伸强度达到9.73 MPa,断裂伸长率为155.07%,每10 min熔融指数为1.00 g,符合电线电缆行业标准。     

低密度及难燃低密度高回弹聚氨酯泡沫的研制

分别采用高活性聚醚多元醇和阻燃聚合物多元醇(TM-300)为主要原料,制备了低密度及难燃低密度高回弹泡沫.介绍了低密度高回弹泡沫的性能,讨论了TM-300的用量对难燃低密度高回弹泡沫性能的影响.结果表明,低密度高回弹泡沫密度可低至35 kg/m3,性能与一般密度高回弹聚氨酯泡沫相当;随着TM-300用量的增加,难燃低密度高回弹聚氨酯泡沫的硬度和拉伸强度增加,撕裂强度和伸长率下降;当TM-300用量为50份时,难燃低密度高回弹聚氨酯泡沫密度为40 kg/m3,氧指数达32,各项性能优于使用添加阻燃剂型泡沫.     

磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯密封胶性能的影响

研究了磷化合物对氢氧化镁阻燃聚氨酯(PU)密封胶性能的影响。研究结果表明,聚磷酸铵(APP)与间苯二酚双-(二苯基磷酸酯)(RDP)复合磷系阻燃剂对氢氧化镁阻燃PU密封胶具有良好的协效作用;当m(APP)∶m(RDP)=6∶4时,阻燃PU密封胶的综合性能较好,此时该密封胶的氧指数由28.9提高到31.7、垂直燃烧级别也由FV-1级提升到FV-0级(3.2mm)、拉伸强度为2.7MPa、断裂伸长率为376%且邵A硬度为56。