阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究

作     者：刘凤娇 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁雪佳

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：外墙保温材料 硬质聚氨酯泡沫 RPUF 阻燃剂 复配 阻燃性能 力学性能 

摘      要：本论文针对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)易燃的问题,以多元醇、异氰酸酯和各种辅助添加剂为原料,通过加入阻燃多元醇、磷系阻燃剂和可膨胀型阻燃剂,制备出全水阻燃发泡RPUF,利用氧指数仪、烟密度仪等研究了几种阻燃剂在单独和复配使用时对RPUF阻燃性能的影响,并对其力学性能及微观形态进行了表征测试,制得难燃、低烟,氧指数高达30%以上的RPUF,研究结果如下。 1、将三种阻燃多元醇KB-251、PF-2012和Friol-7190分别与TMN450并用制备阻燃RPUF,研究发现,与纯RPUF相比,三种阻燃多元醇都使聚氨酯硬泡的力学强度下降;都有较好的阻燃性,其中KB-251的阻燃性能最好,Friol-7190次之,添加80份时,LOI分别为由20.4%提高到26.1%、25%;都会增大发烟量,其中Friol-7190的发烟量最小。对比各项性能,添加70份Friol-7190的RPUF综合性能良好。 2、考察了磷系阻燃剂DMMP、红磷及其复配对RPUF各项性能的影响。研究发现,DMMP、红磷都使RPUF力学强度下降,当DMMP与红磷按1：2复配后,力学性能较好;都有较好的阻燃性能,当DMMP添加30份时LOI达最大值26%,当红磷添加25份时,LOI达最大值26.4%,但它们都会增大RPUF燃烧时产生的烟雾,且红磷发烟量大于DMMP。 DMMP和红磷有较好的协同阻燃作用,当DMMP：红磷为1：5和1：1时,LOI分别为27.6%、27.1%,但MSD和SDR都增大。 3、考察了膨胀型阻燃剂APP/PER、EG对RPUF各项性能的影响。APP/PER、EG都使RPUF的力学性能降低;都有较好的阻燃效果,APP/PER添加25份时LOI最大为26%,EG添加30份时LOI最大为29%;APP/PER和EG都有抑烟功能,30份时,APP/PER的MSD和SDR分别为39.85%、23.12,EG的MSD和SDR分别为33.62%、19.81。 4、DMMP和EG复配的比强度比单独添加EG好,DMMP:EG为1：5和1：1时,力学强度都较好。DMMP与EG的复配显示出优异的协同阻燃作用,DMMP:EG-1:5时,LOI从23.9%提高到31.7%,MSD由53.91%降至39.75%,SDR由33.39降至25.05,阻燃抑烟效果非常显著。 5、DMMP:EG=1:5,总添加量为30时,制得阻燃RPUF的综合性能优良,满足外墙保温材料各项指标。其压缩强度为280KPa、拉伸强度为230KPa、导热系数为0.023W/m-K, LOI为31.7%, MSD为39.75%,SDR为25.05,因此能够用作外墙保温材料。