无卤型阻燃聚氨酯泡沫塑料研究.pdf

第41卷第1期
料工业
2013年1月
CHINA PLASTICS INDUSTRY
无卤型阻燃聚氨酯泡沫塱料硏究
赵秀丽,田春蓉,周秋明
(中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900
摘要:选用可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂制备了阻燃聚氨酯泡沫塑料,考察了EG的用量及其表面处理对材料
的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,选择EG作为阻燃剂可以有效提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能;随着EG
用量的增加,材料的阻燃性能提高,当EG用量为30%时,其氧指数(LO)可达27%,但力学性能明显下降;采用
聚乙烯醇或钛酸酯101对EG进行表面处理后,材料的力学性能明显改善,且聚乙烯醇优于钛酸酯
关键词;可膨胀石墨;阻燃聚氨酯;氧指数
DOI:10.3969/j.issn.1005-5770.2013.01.030
中图分类号:TQ328.3
文献标识码:A文章编号:1005-5770(2013)01-0123-04
Study on Non-halogen Flame Retarded Polyurethane Foams
ZHAO Xiu-li, TIAN Chun-rong, ZHOU Qiu-ming
(Institute of Chemical Materials, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
Abstract: Flame retarded polyurethane foams (FR-PUF)was synthesized by the use of expandable
graphite (G ) a ame retard The fet of the quantity and surface reatment of EG on flame retardance
nd mechanical properties of PUF were studied. The results showed that the presence of EG brought an overall
improvement in flame retardance of PUF, the LO/ of PUF increased to 27%, with the addition of EG was
30%, but the mechanical properties were decreased clearly. When EG treated by polyvinyl alcohol(PVA)
or when the titanate coupling agent were used, the mechanical properties of FR-PUF were improved obviously
and the effect of PVA was prior to that of the titanate coupling agent
Keywords: Expandable Graphite; Flame Retarded Polyurethane; Oxygen Index
硬质聚氨酯泡沫塑料作为现代重要的高分子材料无卤阻燃剂的开发和使用就具有重要的意义。一种新
之一,在包装、运输、建筑、家具、管道保温等领域型的膨胀阻燃剂一可膨胀石墨(EG),又称为石墨层
中都已经得到了广泛的应用。但是未经阻燃处理的硬间化合物(CIC)引起了人们的注意。
质聚氨酯泡沫塑料的氧指数(L0)仅为17%左
EG是一种新型低烟、无卤阻燃剂,其膨胀特性
右?,远远达不到材料使用所需的防火阻燃要求,不同于其他的膨胀剂,它在200℃左右通过层间化合
这使其应用场所存在极大的火灾隐患,且严重阻得了物分解而开始膨胀,900℃左右达到最大值,膨胀倍
聚氨酯应用范围的扩护大。进一步提高聚氨酯泡沫塑料率可以达到280倍。膨胀后的石墨由原来的鳞片状变
的阻燃性能势在必行。
成密度很低的“蠕虫”状,形成了一个高效的绝热
目前,聚氨酯泡沫的阻燃化途径中以添加非反应隔氧层,膨胀后的石墨是膨胀体系中的碳源,其自身
型的卤代化合物作为阻燃剂最为常用,也最有效。但在火灾、高温环境中的热释放率很低,质量损失很
其燃烧后会释放出大量烟雾及有毒有害气体,不但使
产生的烟气也很少,从而有效地起到阻燃、抑烟
人窒息,而且损害设备2。近年来,人们已经日益的作用。本文结合聚氨酯泡沫塑料的燃烧特点及相关
意识到含卤阻燃剂对环境和生物造成的严重危害。目文献报道,采取固相阻燃机理,选用EG作为添加型
前欧盟成员国已经对常用的含卤阻燃剂:五溴联苯、
阻燃剂来制备阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料。探索了
八溴联苯等做出了全面禁用的指令。在这种背景下,
EG及EG表面处理对聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能
*中国工程物理研究院国防预研课题(42601080304)
作者简介:赵秀丽,博土,副研究员,主要从事高分子复合材料、功能高分子设计与合成方向的研究。
zhxi75@163.com