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APP/EG复配阻燃硬质聚氨酯泡沫的制备及性能研究
【字体: 】   【时间:2017-11-20】  【作者:Sinopu】  【关 闭】  【打 印
      硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是一种新型的高性能、多用途高分子聚合物材料。以其独特的三维网状泡孔结构而具有优异的保温、吸声、耐化学腐蚀、承载和抗冲击等性能。RPUF的密度及分子链上的软硬段结构均可通过配方中原料的种类和用量来调节和改变,因此RPUF在墙体外保温、冷藏、运输、航天、文体等领域都得到了广泛应用。然而未经阻燃的RPUF的极限氧指数只有18%,极易燃烧,且燃烧时放出CO和HCN等有毒气体,危害人民的生命财产安全,要作为结构材料来使用还需要进行改性,以进一步提高其阻燃性、力学性能及其他性能。

      随着无卤阻燃技术的广泛应用,各种各样的无卤阻燃剂被开发利用,聚磷酸铵(APP)和可膨胀石墨(EG)作为膨胀型阻燃剂的典型,已被广泛应用于聚氨酯硬泡和软泡及其他聚合物的阻燃?但是由于可膨胀石墨在聚合物燃烧时自身膨胀成“蠕虫状”的炭层,且其与燃烧后的材料表面没有物理化学结合,极易产生“飞灰”效应,虽然阻燃效果明显但却使烟密度增大。而APP在聚合物燃烧时会与聚合物基体产生物理化学反应,生成较为坚硬致密的炭层,鉴于此本研究将APP和EG按一定比例复配组成复配阻燃剂,并将其以物理添加的方式加入到RPUF中,研究其对泡沫各性能的影响。

1  实验部分
1.1  主要原料
      多异腈酸酯(PAPI,PM-200),山东万华聚氨酯有限公司;聚醚多元醇聚醚[4110,羟值(430±30)],南京拓翰商贸实业有限公司;三乙醇胺(分析纯),天津市北方天医化学试剂厂;丙三醇(分析纯),天津市天力化学试剂有限公司;二甲基硅油(分析纯),天津市大茂化学试剂厂;辛酸亚锡(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;蒸馏水,实验室自制;多聚磷酸铵(APP,聚合度>1000),深圳市金隆化工科技有限公司;可膨胀石墨(EG,80目),青岛岩海碳材料有限公司。

1.2  试样制备
      APP/EG复配阻燃RPUF的制备:首先将水、辛酸亚锡、三乙醇胺、二甲基硅油、丙三醇、正戊烷和1EG[0%(wt,质量分数,下同)、20%、30%]和APP按一定比例加入到10g聚醚多元醇中,搅拌均匀,然后与22.5g多异腈酸酯(PAPI)混合,经快速搅拌倒入模具之中,在60℃下熟化24h,开模取出泡体制得RPUF。

1.3  测试与表征
      冲击性能采用简支梁组合冲击试验机,按GJB 1585A—2004标准进行测试,实验跨度为60mm,样品尺寸为80mm×15mm×10mm,摆锤速率为2.9m/s;压缩性能在电子万能拉伸试验机(AGS-X型)上进行测定,压缩试样尺寸为50mm×50mm×50mm,压缩速率为5mm/min,测试标准为GB/T 8813—2008;极限氧指数采用氧指数测定仪(JF-3型)参照GB 8624—1997标准测定;烟密度采用建材烟密度测试仪(JCY-2型)参照GB 8624—1997标准测定;燃烧后表面的炭层结构采用场发射扫描电子显微镜观察。

2  结论与讨论
2.1  APP/EG复配阻燃剂对泡沫氧指数的影响

      随着APP/EG复配阻燃剂添加量的增加氧指数总体增加;而氧指数却随着复配阻燃剂中EG比例的增加先增加后减小,且均在APP∶EG为1∶3时达到最大,最高可达35.5%,而未经阻燃的RPUF的氧指数只有18.5%。这是因为APP在材料燃烧时受热分解生成的氨气和水蒸气不但可以降低泡沫表面的温度而且还能稀释氧气,同时生成的聚磷酸使泡沫迅速炭化,起到阻燃作用;然而EG是通过自身分解产生CO2、SO2、H2O等不可燃气体来起到阻燃作用。

摘自:中国聚氨酯网

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