无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究

摘要

硬质聚氨酯泡沫塑料具有重量轻、保温隔热性好、比强度高等优点，在工业、日常生活、建筑等领域得到广泛应用。但纯硬质聚氨酯泡沫塑料的极限氧指数仅为17，易燃的缺点使其应用受到限制。因此，硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能研究受到人们的极大关注，提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性对于促进其实际应用意义重大。
　　本论文围绕如何提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性展开研究，主要内容如下:(1)采用一步法发泡成型工艺制备了硬质聚氨酯泡沫塑料，研究了无卤阻燃剂氢氧化铝(ATH)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、磷酸三乙酯(TEP)对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响。(2)插层法制备硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土DK5复合材料，研究有机蒙脱土DK5在硬质聚氨酯泡沫中的分散情况及聚氨酯蒙脱土复合材料的泡孔结构、力学性能、热稳定性及阻燃性能，并探索聚氨酯蒙脱土复合材料的阻燃机制。(3)采用有机蒙脱土DK5与ATH、DMMP复配制备硬质聚氨酯泡沫塑料，并研究其阻燃性能。
　　通过实验得到以下一些主要结论:(1)ATH能有效降低硬质聚氨酯泡沫塑料的烟密度等级。随着DMMP、TEP含量的增加硬质聚氨酯泡沫塑料的氧指数随之增大，但拉伸强度会显著降低。DMMP比TEP对提高聚氨酯硬泡的氧指数更有效，但后者对拉伸强度的影响较小。(2)插层法制备的聚氨酯/有机蒙脱土DK5复合材料呈剥离态。并且随着DK5含量的增加，复合材料的泡孔变小，力学性能、阻燃性与稳定性均得到一定程度提高。(3)当ATH的添加量为24wt％，DMMP与有机蒙脱土DK5复配时硬质聚氨酯泡沫塑料的表观密度、氧指数、拉伸强度比不添加DK5时均要高，但氧指数增幅不高、拉伸强度增加明显。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 硬质聚氨酯泡沫塑料概述

1．1．1 硬质聚氨酯泡沫塑料的发展历史

1．1．2 硬质聚氨酯泡沫塑料的基本反应

1．1．3 泡沫的形成和结构

1．1．4 硬质聚氨酯泡沫塑料的原料及作用

1．1．5 发泡工艺与成型方法

1．2 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃

1．2．1 聚氨酯的热分解与燃烧特性

1．2．2 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃机理

1．2．3 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃研究现状

1．2．4 聚氨酯蒙脱土纳米复合材料研究

1．3 本论文的研究目的及主要内容

参考文献

第二章 硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能研究

2．1 引言

2．2 实验设备及原材料

2．2．1 实验主要设备

2．2．2 实验原材料

2．3 硬质聚氯酯泡沫塑料的制备

2．3．1 一步法制备硬质聚氨酯泡沫塑料流程

2．3．2 实验步骤

2．4 分析与表征

2．4．1 傅里叶转换红外光谱法(FTIR)

2．4．2 显微图像分析

2．4．3 烟密度等级(SDR)

2．4．4 拉伸强度

2．4．5 氧指数(LOI)

2．4．6 水平垂直燃烧试验

2．4．7 热释放率速率(HRR)

2．4．8 热失重分析(TG)

2．5 结果与讨论

2．5．1 硬质聚氨酯泡沫塑料的化学结构

2．5．2 硬质聚氨酯泡沫塑料的泡孔结构

2．5．3 氢氧化铝对硬质聚氨酯泡沫塑料的影响

2．5．4 有机膦阻燃剂对硬质聚氨酯泡沫塑料的影响

2．6 本章小结

参考文献

第三章 蒙脱土改性硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验设备及原材料

3．2．1 实验主要设备

3．2．2 实验原材料

3．3 蒙脱土改性硬质聚氨酯泡沫塑料的制备

3．4 分析与表征

3．4．1 X-射线衍射分析

3．4．2 表观密度

3．5 结果与讨论

3．5．1 泡孔结构

3．5．2 化学结构

3．5．3 X-射线衍射分析

3．5．4 拉伸强度

3．5．5 热释放速率

3．5．6 热失重

3．5．7 复配对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响

3．6 本章小结

参考文献

第四章 结论

硕士期间发表的论文和专利

致谢