阻燃聚氨酯泡沫塑料的研制.pdf

塑料助剂
2010年第4期(总第82期)
阻燃聚氨酯泡沭塑料的硏制
般锦捷赵志超戴英华周华利
(辽守工程技术大学材料科学与工程学院,阜新,123000
摘要以正成烷为发泡剂,三聚氣胺(ME)和聚磷酸铵(APP为且燃剂,以平均燃燒时间和冲击强
度为性能指标,利用担描电子显微镜SEM)、红外光语(H)、水平垂直燃煷测定仪及热重分析仪(TCA)等手
段,通过多指标正交试验设计及直观分析,研究了环保聚酯型阻燃聚氪酯泡沫塑料(PUF)的配方。結果表
明:聚酯多元醇100份,有机锡0.18份,异氛酸酯指数为1.05,阻燃剂中的磷占总物料质量的2.5%,温度
为24℃,发泡剂为18份;采用多指标法制备的燃PUF兼有良好的凰燃性和抗冲击性,达到B1级难燃
材料的标准,沖去强度达4.,03kJ/m2
关键词聚氢酯泡沫塑料三聚氰胺聚婞酸铵阻燃剂冲击强度配方
Study on Synthesis of Flame Retardant PUP
Yin Jin-jie Zhao Zhi-chao Dai Ying-hua Zhou Hua-li
(College of Materials Science and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, 123000
Abstract: With n-pentane as foaming agent, melamine and ammonium polyphosphate as flame r
dants, average burning time and impact strength as specifications, by means of SEM, IR spectra, horiz
and vertical burning tester and TGA analyses, using multiple a r ute orthogonal experimental design and i
tiutie analysis, the fommla of polyurethane foam(PU eco-friendly polyester flame retardant with were stud
ied. The results showed when adding 100 phr of polyester polyol, 0.18 phr of organic tin, isocyanate index was
attained to 105, phosphorus in flame retardant agents was 2.5 of the amount of total material, temperature of
24 C and 1.8 of foaming agent, may prepare the flame retardant PUF which satisfied the demand of both
flame retardant performance and impact resistance, and have standard of Bl flame retardant materials, the im-
pact strength was 4.03 KJ/m
Keywords: polyurethane foam; melamine; ammonium polyphosphate; flame retardant agent; impac
strength formulation
未经阻燃处理的聚氨酯泡沫塑料(PU是可燃非常必要的。本文选取温室效应潜能值几乎为零、
物,燃烧非常迅速,并产生大量有毒烟雾,给灭火臭氧层损耗潜能值为零的正戌烷为发泡剂,不含
带来困难。氟氯烃类发泡剂对臭氧层的破坏作用卤素的MEL和APP为阻燃剂,但MEL和APP的
很大,含卤系阻燃剂的PUF阻燃效果比较好,但燃加入会降低聚合物的物理性能(如冲击强度,剪切
烧时生成较多的烟和有毒气体(如HCl、HBr),易对强度等)。在不加人增强材料的前提下,为寻找兼顾
人造成二次伤害門。因此,研究一种在合成和使用阻燃性和冲击初性都尽可能好的工艺条件,我们
中都不会产生二次污染的环境友好型阻燃PUF是采用多指标正交试验及直观分析,进行了阻燃
PUF的研制,较好地解决了以上的问题。
收稿日期:2010-03-29
第4期
殷锦捷,等.阻燃聚氨酯泡沫塑料的研制
指标的优选方案分别为:C4D2A3B3E1,A3D2
1实验部分
B3E3C2。采用综合平衡法来兼顾这两个指标,得
主要原料
到阻燃PUF的较优的工艺参数:A3B3C4D2E1,
聚酯多元醇NGRS-4028,羟值为420±20即每100份聚酯多元醇,加人0.18份有机锡,异氯
mg/g(以KOH计),张家港南光化工有限公司;异氰酸酯指数为1.05,阻燃剂中的磷占总物料质量的
酸酯PM-200,~NCO含量为30.2%~32.0%,烟台万2.5%,温度24℃,发泡剂18份。
华聚氨酯股份有限公司;二月桂酸二丁基锡,化学
纯,天津市瑞金特化学品有限公司;正成烷,分析
表1正交试验的因素水平表
纯,天津市科密欧化学试剂开发中心;三聚氰胺,
Tab 1 Factors and levels of orthogonal tests
分析纯,天津市大茂化学试剂厂;聚磷酸铵APPI
水平A有想B系酸的占总物E发泡
(n>1000上海旭森非鹵硝烟阻燃剂有限公司。
料的量/%
1.2主要仪器与设备
0.10
0.85
1.0
2018
扫描电子显微镜,SSX-550,日本岛津制作所;
0.9
红外光谱分析仪,WQF-200,北京市第二光学仪器
30.181.05
2.0
2826
厂;水平垂直燃烧测定仪,CJF-01,江宁县分析仪
0.22
1.]5
2.5
3230
器厂;冲击实验机,XJ-50型,承德实验机有限责
任公司;热重分析仪,STA449C型,德国耐驰仪器
2以平均燃烧时间为指标的实验结果
有限公司。
Tab. 2 The average burning time of polyester-based flame
retardant PUF
1.3测试样品制备
采用一步法エ艺制备样条:将催化剂、泡沫稳项目A有机酸階指古总物料D温度发泡
定剂、扩链剂、阻燃剂、NCRS-4028、发泡剂等依次
数
的量
加入敞口容器中,并在高速搅拌器上混合均匀,调
19.2516.75
18.7516.25
节好料温;快速加人PM-200,继续高速搅拌直至
17.0019.00
21.00
13.2516.50
混合液颜色即将发白时倒人模具,熟化一定时间
314.7515.75
14.0017.0017.00
418.0017.5010.0020.0019.25
后脱模即得到环保聚酯型阻燃PUF,制备样条以
4.503,25
14.00
6.753.00
备测试。
较优水平A3
B3
E1
1.4性能测试与表征
因素主次
CDABE