聚氨酯/闭孔珍珠岩复合改性酚醛泡沫的制备及性能研究

摘要

酚醛泡沫(PF)是一种新型保温材料,具有低毒、低烟、轻质、难燃、隔热、耐高低温等优点,针对其质脆、易粉化的缺陷,本文首先利用蓖麻油和甲苯二异氰酸酯(TDI)制备端异氰酸酯基聚氨酯预聚体(IPUP),再利用其对PF进行增韧改性,通过正交试验考察了异氰酸酯基(-NCO)与羟基(-OH)的摩尔比、IPUP的加入量、发泡温度(T)对PF质量的影响,确定当n-NCO/n-OH=5∶1、wIPUP=7%(wt)、T=75℃时密度最小,为0.0501 g/cm3,IPUP改性泡沫(IPUP/PF)与未改性泡沫(PF)相比,粉化率由2.25%降低到1.40%,吸水率由72.26%降低到58.12%,表明IPUP可以提高PF的韧性。在此基础上结合闭孔珍珠岩(OP)复合改性PF,利用压缩强度结合TGA、垂直燃烧实验及极限氧指数(LOI)对性能进行表征,当wIPUP=7%(wt),wOP=5%(wt)时,IPUP/OP/PF的压缩强度最大为650.26 k Pa,粉化率最低为1.20%,吸水率最低为55.38%,表观密度增大为0.0699 g/cm3;TGA分析结果显示:在700℃时,IPUP/OP/PF的残留质量分数虽然比PF下降了4.26%,但是比IPUP/PF增大了5.93%,表明OP在高温环境下保持了IPUP/OP/PF的热稳定性;垂直燃烧实验结果显示:IPUP/OP/PF较IPUP/PF平均质量百分数增加了2.63%,平均燃烧时间减少了4 s,同时由LOI可以发现IPUP/OP/PF的氧指数为35%,大于32%,说明IPUP/OP/PF仍属于难燃性材料。可见,IPUP/OP在对PF韧性改性的基础上保持了PF的热学性能。