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阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值与阻燃性能的相关性

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１ 实验部分
１ ． １原 料
聚 醚 多元 醇 组 合料 及 二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯
（ ＭＤ Ｉ ），巴斯夫 公司 ；Ｅ Ｇ，ＡＤ Ｔ ２ ４ ９ ，石 家庄 科
鹏 阻燃 材 料厂 ； Ⅱ型 ＡＰ Ｐ，杭 州捷 尔思 阻燃 化 工 有 限公 司 ；ＴＣ Ｐ Ｐ，江 苏雅 克科 技股份 有 限公 司 ； ＭＣ Ａ，岳 阳石油化工总厂。
，
燃烧热 值 （ Ｈｏ Ｃ ）是指单 位质量物 质完 全燃烧
后冷 却到原来温 度所释放 的热 ，由物质 的化 学结构
再与 １ ０ ５份 ＭＤＩ
混合搅拌 反应，于ຫໍສະໝຸດ 具 中发泡成型 。Ｒ Ｐ ｕＦ样品密
中国阻燃 ２ ０ １ ３第６ 期 ９
ｌ 论文选编 ｌ
表１ 四种阻燃剂的燃烧热值 、化学式 碳含量及 结构式
发挥 阻燃作用 ，通过 复配达到有效 提高 阻燃 Ｒ Ｐ ＵＦ
的氧 指数、减少 热释 放及产烟 量 ，且显著 降低其燃
烧热值 ，以满足法规要 求是 目前阻燃 ＲＰ ＵＦ研究与 发展 中的技术瓶颈 。
１ ． ２试样制备
采 用手工一步发泡 法 ，将 ４ ０份的 阻燃 剂与 １ ０ ０ 份 聚 醚 多元 醇 组 合料 混 合 均匀
结 构 式
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＊ Ａ Ｐ Ｐ 逋式 为 （ Ｎ Ｈ ４ ） ｎ ＋ ２ Ｐ ｎ Ｏ ３ ｎ ＋ ｌ 。当 ｎ足够 大 时 ，． － － ｆ 写为 （ Ｎ Ｈ ４ Ｐ Ｏ ３ ） ｎ
产损失 ，２ ０ １ ２ 年１ ２月我 国公安部 已颁 布建 筑材 料 及制品的燃烧性能分级 的强制性标 准 ［ １ ］ ，并 对建筑 外墙 保温系统的防火性能试验方法予 以规 定 【 ２ ］ 。由
此 ，为研究开 发建筑 隔热阻燃泡沫材 料 引领 了发展 方向。
燃Ｒ Ｐ ＵＦ配方提供参 考。
ｌ 论 文选编 ｌ
阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值与阻燃性 能的相 关性
刘 秀 王希安 郝建 薇 杜建 新
１北京理工 大学材料 学院，阻燃材料研 究国家专业实验 室 北京 １ ０ ０ ０ ８ ２ 山东华德 隆建材科技有 限公司 莱州 ２ ６ １ ４ ０ ０
摘 要 将 阻 燃 剂 聚 磷 酸 铵 （ ＡＰＰ） 、磷 酸 三 （ｐ一氯 异 丙 基 ）酯 （ ＴＣＰＰ） 、氰 尿 酸 三 聚 氰 胺 （ ＭＣＡ） 、膨胀 石 墨 （ ＥＧ）分 别添 加 于硬 质 聚 氨酯 泡沫 （ Ｒ ＰＵＦ） ，采 用氧 弹 量热 仪 、氧 指数 仪 及 锥形 量 热 仪研究 了阻燃 ＲＰＵＦ 燃 烧热 值 （ Ｈｏ Ｃ）与氧 指数 、热 释放 等 阻燃 性 能参 数 的相 关性 。研 究表 明 ，各 阻燃 Ｒ ＰＵＦ的Ｈ ｏ Ｃ由低 到 高的 顺序 为ＲＰＵＦ ／ ＡＰＰＲ ＰＵＦ ／ ＴＣＰＰＲ ＰＵＦ ／ ＭＣＡＲ ＰＵＦ ／ ＥＧ；而 ＲＰ ＵＦ ／ Ｅ Ｇ的氧 指数相 对最 高 ，热释放及 产 烟量相对 最低 。除Ｒ ＰＵ Ｆ／ ＥＧ＇ ９ ｔ ， ，其 它体 系的氧指 数随Ｈｏ Ｃ 减小而 增大 ，热释放 速 率及热释 放量 随Ｈ ｏ Ｃ增大而 增大 。阻燃ＲＰ ＵＦ 的Ｈｏ Ｃ与阻燃 ￣ ． １ Ｊ Ｈ ｏ Ｃ的贡献有 关 ； 氧指数 及热释放 等阻燃 性能主要 取决于 阻燃机理 ，与材料 自身 的燃烧热值 有一定 关联 。 关键词 硬质聚氨酯泡沫 ；阻燃 ；燃烧热值 ；燃烧性能
数 ，基于 纯 Ｒ Ｐ ＵＦ及各 阻燃 剂 Ｈｏ Ｃ的分析对 比 ， 对 阻燃 Ｒ Ｐ ＵＦ的 Ｈｏ Ｃ与阻燃性 能的相 关性进行 了 研 究。 目的是为设 计满足防火 法规及应用需要 的阻
广 泛用 作 建筑 隔 热 保温 材料 。 易燃 的 ＲＰ ＵＦ经过
阻燃处理可 以达到难燃 级别 ，从而 不同程度地 满足 防火法规 的要求 。为 了保障火安 全 ，减少生 命及财
目前 ，阻燃 Ｒ Ｐ ＵＦ应用研 究中涉及的添加 型阻 燃剂 主要有 液体 卤代磷 （ 膦 ）酸酯 、磷 （ 膦 ）酸酯、 红 磷、聚磷酸 铵 （ Ａ Ｐ Ｐ）、三 聚氰胺及 其衍生 物、 可膨 胀石墨 （ Ｅ Ｇ）及无机金属氢氧化物等 。这 些阻
燃 剂分别是 以气相 、凝聚相 、吸热或膨 胀阻燃机理
硬质聚 氨酯泡 沫 （ Ｒ Ｐ ＵＦ ）因其低的导热 系数 ，
高的抗 压强度 ，良好 的粘接力及 易于施工等 优点而
所决定 。燃 烧热值可用于 表征建筑材料潜 在的火灾 危险性 ，同时也是计算建筑 材料火灾载荷 及燃烧热 释放量的基础数据 ［ ３ ］ 。本文将选择 阻燃机理各不相 同的四种阻燃剂 ，Ｅ Ｇ、ＡＰ Ｐ 、磷酸 三 （ ｐ 氯异丙 基 ）酯 （ Ｔ Ｃ Ｐ Ｐ ）及 ＭＣ Ａ 制备 了 阻燃 Ｒ Ｐ ＵＦ ，测 试 了 Ｈｏ Ｃ、氧指 数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ）及热释放 和烟释放等 参
阻 燃 剂 Ｈ ｏ Ｃ（ ＭＪ ／ ｋ ｇ ） 化学式 Ｃ（ ％） Ｅ Ｇ（ Ａ Ｄ Ｔ ２ ４ ９ ） ２ ６ ． ２ ６ Ｃ ｎ ９ ５ ． ４ Ｔ Ｃ Ｐ Ｐ ２ ２ ． ３ ２ Ｃ ９ Ｈ １ ８ Ｏ ４ Ｃ ｌ ３ Ｐ ３ ３ ． ０ ＭＣ Ａ １ ４ ． ３ ８ Ｃ ６ Ｈ ９ Ｎ ９ Ｏ ３ ２ ８ ． ２ Ａ Ｐ Ｐ ３ ． ６ ８ （ Ｎ Ｈ ４ Ｐ Ｏ ３ ） ｒ ｌ ＊
度为 ３ ８ ｋ ｇ ／ ｍ３ ，阻燃 ＲＰ ＵＦ样 品密度为 （ ６ １ ±３ ）
ｋ ｇ ／ ｍ３ 。
阻燃 Ｒ Ｐ ＵＦ的 Ｈｏ Ｃ值大小与阻燃剂的 Ｈｏ Ｃ贡

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阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯燃烧等级

阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯燃烧等级

阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯燃烧等级硬质泡沫聚氨酯（PU）是一种开放式细胞聚合物，通常用于制造保温材料、填充材料、密封材料等。

它具有优良的绝热性能和抗震性能，因此在建筑、家具、汽车等行业得到广泛应用。

然而，传统的PU 材料在燃烧时会释放有害气体和烟雾，对人体造成严重危害。

为了降低PU材料的燃烧危险性，阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯应运而生。

它具有更高的阻燃性能，能够有效地降低火灾造成的损失。

一、阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的基本特性阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯是一种添加了阻燃剂的PU材料，它具有以下基本特性：1.较高的阻燃等级：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的燃烧等级通常达到B1级或以上，符合建筑材料的防火要求。

2.低烟雾、低毒性：在燃烧时，阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯释放的烟雾很少，且不含有害气体，对人体和环境的影响较小。

3.耐高温性能好：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的耐高温性能较好，能够在一定时间内抵抗火焰的热辐射。

4.抗老化、耐候性好：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯具有较好的抗老化和耐候性能，使用寿命长。

二、阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的应用领域阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的优良性能使得它在多个领域得到广泛应用：1.建筑领域：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯可用于制造保温板、隔热板、墙体填充材料等，提高建筑物的防火等级。

2.家具领域：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯可用于制造沙发、座椅、床垫等，提高家具的防火性能。

3.交通运输领域：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯可用于制造汽车座椅、车厢内饰等，提高车辆的防火等级。

4.其他领域：阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯还可用于制造船舶、飞机、电子产品外壳等，提高产品的防火性能。

三、阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的未来发展趋势随着人们对建筑、家具、交通运输等领域防火性能要求的提高，阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的市场需求将会逐渐增加。

未来，阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯仍将朝着以下方面发展：1.提高阻燃等级：随着技术的进步，阻燃型无溶剂硬泡聚氨酯的阻燃等级将会不断提高，符合更严格的防火标准。

阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的制备及其性能研究

阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的制备及其性能研究


制备方法及工艺流程
阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备主要包括以下步骤：
1、原材料选择：选用低游离TDI、多元醇、阻燃剂、发泡剂等原材料，要求纯 度高、稳定性好。
2、混合搅拌：将所有原材料按照一定比例混合，加入适量的溶剂和催化剂， 搅拌均匀。
3、发泡成型：将混合液注入模具，发生化学反应，生成阻燃硬质聚氨酯泡沫 塑料。
制备阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的主要原材料包括多元醇、异氰酸酯、阻燃 剂、发泡剂、颜料等。其中，多元醇和异氰酸酯是聚氨酯硬质泡沫塑料的主要 成分，阻燃剂可提高材料的防火性能，发泡剂则用于生成泡沫结构，颜料则可 赋予材料质聚氨酯保温隔热材料的制备工艺主要包括混合、发泡和熟化三个阶段。 在混合阶段，将多元醇、异氰酸酯、阻燃剂、发泡剂、颜料等原材料按照一定 比例混合；在发泡阶段，将混合液注入模具或喷涂在基材上，发泡剂在受热条 件下生成泡沫结构；在熟化阶段，泡沫结构稳定化，最终形成具有优异性能的 阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料。
随着科学技术的不断进步和建筑节能要求的不断提高，相信阻燃硬质聚氨酯保 温隔热材料的研究和应用前景将更为广阔。
参考内容
引言
阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料是一种具有优异阻燃性能和物理性能的环保材料，在 建筑、家电、汽车等领域得到广泛应用。随着人们安全意识的提高和环保要求 的加强，对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的需求日益增长。因此，研究其制备与性 能具有重要的现实意义。
阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料 的制备及其性能研究
目录
01 引言
03 制备过程及影响因素
02 前置知识 04 参考内容
引言
阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料是一种具有优异性能的建筑材料，其在保温、隔 热、防火等方面具有显著优势。随着人们对建筑安全与节能要求的不断提高， 对阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的研究具有重要意义。本次演示将详细介绍阻 燃硬质聚氨酯保温隔热材料的制备过程及其性能研究，以期为相关领域的研究 提供参考。
含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究

含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究

含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究史以俊　罗振扬　何　明　顾晓利(南京林业大学理学院化学与材料科学系　210037)摘　要:利用氧指数仪及锥形量热仪研究了甲基磷酸二甲酯基及其与磷酸(22氯乙基)三酯、磷酸(22氯丙基)三酯、磷酸(二氯丙基)三酯复配对聚氨酯硬质泡沫的氧指数、点燃时间、燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度、烟气生成速率等的影响。

结果表明,单独使用甲基磷酸二甲酯的聚氨酯硬泡的点燃时间最长,而对于燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度及烟气生成速率,则是复配使用效果更佳。

关键词:聚氨酯硬泡;锥形量热仪;阻燃中图分类号:T Q328.2 文献标识码:A 文章编号:1005-1902(2009)05-0023-03 聚氨酯硬泡具有优良的力学性能、电学性能、声学性能及耐化学腐蚀性能,并与多种材料有很强的粘接力,从而被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。

但是,未经阻燃处理的聚氨酯硬泡的氧指数一般低于19,属易燃材料,并在燃烧过程中放出HCN、CO等有毒气体[1]。

因此,聚氨酯泡沫塑料耐燃、防火问题已成为迫切需要解决的重要课题。

近年来,国内外报道了许多新型阻燃剂以及通过阻燃剂的协同作用来提高聚氨酯硬泡的阻燃性能[2～4]。

聚氨酯泡沫塑料所用的工业化有机阻燃剂大致可分为3类:一是以磷酸(22氯乙基)三酯(TCEP)、磷酸(22氯丙基)三酯(TCPP)、磷酸(二氯丙基)三酯(TDCP)等为代表的卤代磷酸酯,二是以甲基磷酸二甲酯(D MMP)为代表的全磷(磷酸酯)阻燃剂,三是反应型溴系阻燃剂。

其中,近年来用含卤磷酸酯阻燃剂较为普遍[5,6]。

另有文献报道,全磷阻燃剂与卤代磷酸酯阻燃剂复配使用时,阻燃效果优于单一使用全磷阻燃剂的效果[7,8]。

为了能全面考察各阻燃剂的阻燃效果,采用的测试阻燃仪器也非常关键。

锥形量热仪是以氧消耗原理为基础的新一代聚合物材料燃烧性能测定仪,由锥形量热仪获得的可燃材料在火灾中的燃烧参数有多种,包括点燃时间、总释放热、释热速率、烟及毒性参数等。

聚氨酯硬泡物理性能及原理

聚氨酯硬泡物理性能及原理

聚氨酯硬泡物理性能及原理聚氨酯硬泡物理性能及原理一、保温隔热性能导热系数0.017-0.024w/m.k。

导热系数为在稳定条件下1m厚物体两侧表面温差1k、1h时间、1m2面积传递的热量。

（传热系数：稳定条件下，围护结构两侧温差为1k、1h内通过1m2面积传递的热量，单位w/m2.k）。

几种保温材料保温隔热性能比较表导热系数w/m.k聚氨酯硬泡EPS XPS 胶粉EPS颗粒岩棉膨胀珍珠岩粘土砖0.0240.0410.0280.0590.0570.060.8从上表可见，聚氨酯硬泡是最好的保温隔热材料。

聚氨酯硬泡体的保温隔热机理：密度>30kg/m3的硬泡为多面体的闭孔结构，气泡内的CFCS气体导热性能极低，导热系数<0.015，气泡的气体不流通。

用喷涂硬泡做墙体保温材料，它与墙体整体无缝密封、无空腔、无锚钉、粘结牢固。

二、稳定性能聚氨酯硬泡体在正负70℃温差变化下，空气潮湿度45%-75%环境下尺寸变化率<1%，其原因为气泡内的CFCS气体在这种环境下，体积不发生变化，网络骨架（气泡壁）很薄是由硬泡基料异氢酸酯固化构成，变形可忽略不计，聚氨酯系有机高分子材料，耐腐蚀能力级强，在酸雨、CO2的作用下不会发生变化。

三、粘结密封性能聚氨酯本身就是一种很好的粘结剂，它在结构中含有极性基团-NCO-对各种材料的粘结力极强，如下表：基层墙体粘结强度MPa破坏面基层墙体粘结强度破坏面混凝土0.32聚氨酯断裂瓷砖0.28聚氨酯断裂水泥砂浆0.35聚氨酯断裂钢板0.33聚氨酯断裂实心粘土砖0.30聚氨酯断裂铝塑0.32聚氨酯断裂根据上表显示：聚氨酯直接喷涂于基面上不需任何处理剂，只要基层含水率、＜10%，就能有效的粘结，实现无缝无空腔整体密封。

四、防水性能①吸水率：因PU泡沫气泡为闭孔，闭孔率＞92%，自结皮闭孔100%，吸水率大小与密度有关，密度愈大吸水率愈小，见下图。

由上表可见，密度大吸水低，是因密度愈大闭孔率愈高。