全水发泡非卤阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备与性能

摘要

硬质PU泡沫塑料是目前广泛使用的高分子材料之一，它以优异的力学性能和良好的隔热、耐油、耐寒、耐潮湿、吸水率小、低温或高温尺寸稳定性以及与钢板、水泥、纤维板、砖等多种材料具有很强的自身粘结性等优点而成为防震、衬垫、保温和家居装饰材料等应用领域不可缺少的材料。 目前在硬质PU泡沫塑料制备中主要存在两个问题：(1)发泡剂不环保，对臭氧层有严重的破坏作用；(2)未经阻燃处理的PU泡沫塑料极易燃烧，且在燃烧过程中放出HCN、CO等有毒气体，经阻燃改性的PU泡沫塑料使用的是卤系阻燃剂。为了克服以上缺点，本论文将全水发泡技术(臭氧消耗潜值ODP=0)和非卤阻燃相结合，对全水发泡非卤阻燃PU硬质泡沫塑料的制备与性能进行了系统研究，并取得如下研究结果。 单独使用MEL或APP对全水发泡硬质PU泡沫塑料的阻燃效率不高，所制备的泡沫塑料的压缩强度明显下降，虽然采用六甲基二硅氮烷对MEL改性后可显著提高所制备的泡沫塑料的压缩强度，但不能有效提高阻燃性能，改性MEL与APP表现出较好的协同增效作用，改性MEL/APP的最佳质量比为1∶5，在此质量比时，添加质量分数10.7％的该复配阻燃剂，制备的全水发泡硬质PU泡沫塑料的氧指数为23.3，离火自熄，压缩强度为132.5KPa，导热系数为27.09 mW/(m·K)。 当只添加纳米Mg(OH)<,2>时，其制备最佳性价比硬质PU泡沫塑料的最佳用量是质量分数为16.7％；当纳米Mg(OH)<,2>/DMMP的质量比为2∶1、质量分数为20％时，制备的全水发泡硬质PU泡沫具有较佳的阻燃性能和加工性能，且随着黑料/白料(异氰酸酯指数)的增大，所制备的全水发泡硬质PU泡沫塑料的阻燃性能、压缩强度和热稳定性能等都明显提高； 本研究制备的集安全环保发泡剂和环境友好阻燃剂于一体的阻燃型全水发泡硬质PU泡沫塑料，一旦实现产业化，完全有可能取代现有的传统阻燃硬质PU泡沫塑料在城镇集中供热、管道保温以及建筑保温板材等领域的应用场所。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2聚氨酯硬泡全水发泡技术的应用和现状

1.3聚氨酯泡沫塑料(PUF)的阻燃技术及进展

1.3.1反应型阻燃剂

1.3.2添加型阻燃剂

1.4聚氨酯硬泡材料的阻燃技术及进展

1.4.1阻燃剂的复合技术

1.4.2其他阻燃方法

1.5阻燃聚氨酯材料研究的不足

1.6聚合物燃烧性能的评估方法

1.6.1 UL94法

1.6.2氧指数法

1.6.3锥形量热计法

1.6.4热分析法

1.6.5炽热棒法

1.6.6燃烧气体毒性试验

1.7本论文的目的意义、研究内容及创新之处

第二章全水发泡氮、磷非卤阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2实验仪器与设备

2.2.3全水发泡非卤阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备

2.2.4分析测试

2.3结果与讨论

2.3.1三聚氰胺对全水发泡硬质PU泡沫性能的影响

2.3.2多聚磷酸铵对全水发泡硬质PU泡沫性能的影响

2.3.3 MEL/APP复配对全水发泡硬质PU泡沫性能的影响

2.3.4阻燃剂种类对全水发泡硬质PU泡沫综合性能的影响

2.3.5本实验制备的全水发泡硬质PU泡沫塑料的应用分析

2.5本章小结

第三章氢氧化镁/甲基磷酸二甲酯复合阻燃全水发泡聚氨酯硬质泡沫塑料的制备与性能

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要原料

3.2.2实验仪器与设备

3.2.3全水发泡非卤阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备

3.2.4分析测试

3.3结果与讨论

3.3.1纳米Mg(OH)2对全水发泡硬质PU泡沫塑料性能的影响

3.3.2 Mg(OH)2/DMMP复配对全水发泡硬质PU泡沫性能的影响

3.4本章研究的阻燃型全水发泡硬质PU泡沫塑料的应用前景分析

3.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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