聚氨酯泡沫塑料

聚氨酯泡沫塑料

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用途

  聚氨酯泡沫塑料一般只用于高档精密仪器、贵重器械、高档工艺品等的缓冲包装或衬垫缓冲材料,也可制成精致的、保护性极好的包装容器;还可采用现场发泡对物品进行缓冲包装。

阻燃原理

  聚氨酯泡沫塑料一般通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性,以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。阻燃剂必须具有以下一种或数种功能:能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质;能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质;可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。

  在聚氨酯泡沫塑料中,含磷阻燃剂主要在凝聚相发挥作用,磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体,使其转化成不易燃烧的炭化物,泡沫体中磷(P)含量达1.5%左右时即可获得较佳的阻燃效果。

  含卤素阻燃剂主要在气相中发挥作用,卤素是泡沫塑料燃烧反应的链终止剂,在塑料燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应。据有关资料,为使泡沫获得较满意的阻燃性能,茂密体中溴(Br)质量分数应达12% -14%,或氯(cl)质量分数达18% ~ 20%。当磷- 卤联用时,由于存在一定的协同效应,故0. 5%P +(4% - 5%)Br 或1%P +(8% - 12%)CI 即可使聚氨酯泡沫具有自熄性。

  典型的磷- 氮阻燃体系可有聚磷酸铵和三聚氰胺等组成,在泡沫受热初期,阻燃剂分解产生磷酸等,它与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气:在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体,使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。

  氢氧化铝中含有大量的结晶水(质量分数可高达34%),结晶水在泡沫塑料生产过程中很稳定,但在泡沫塑料燃烧温度时将快速分解,吸收燃烧热,并在火源和泡沫间形成不燃性的屏障,从而起到阻燃作用。同时,它也是一种烟气抑制剂。

    添加阻燃剂制备阻燃泡沫塑料

    人们发现,含磷、氮、卤素、锑、铝、硼等元素的塑料制品具有较好的阻燃性能。一般可通过在制备聚氨酯泡沫塑料时在发泡配方中添加阻燃剂,使聚氨酯泡沫塑料具有一定的阻燃性能。选择阻燃剂,除了要考虑它对制品的阻燃效果(包括长期阻燃效果、遇火时的烟雾性等),还需考虑加入阻燃剂对发泡工艺的影响,以及对制品物性的影响。

    用于聚氨酯的阻燃剂有非反应性添加型阻燃剂及反应型阻燃剂两类。

    添加非反应性阻燃剂

    聚氨酯泡沫的阻燃剂以液态阻燃剂为主。液体阻燃剂主要是含磷、氯、溴元素的有机化合物,如三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)、四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、多溴二苯醚,等等。固态阻燃剂如三聚氰胺、三氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐、聚磷酸铵、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰胺酯等也用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃[1]。

    添加液态有机阻燃剂

    在聚氨酯泡沫塑料中应用最早而且成本经济的品种是TCEP。它容易迁移和挥发,阻燃持久性较差。为了减少挥发损失,可选用多氯化(多)磷酸酯和高分子量的齐聚磷酸酯,如三(二氯丙基)磷酸酯和卤代双磷酸酯。在硬泡配方中加入20%以内的三(2,3-二氯丙基)磷酸酯,可使硬泡的氧指数达26;添加15%该阻燃剂可使软泡的阻燃性能达到UL94 HF-1或ASTM D1692阻燃要求

生产原料

聚氨酯硬质泡沫塑料是聚氨酯合成材料中应用最大的一种,生产中的原料一般分为两组份:

黒料

在聚氨酯硬酯泡沫原料体系中,多次甲基多苯基异氰酸酯组份俗称聚氨酯黑料;它为含有一定量较高官能度的异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,官能度约为2.6~2.7,室温下为深棕色液体;可广泛应用于聚氨酯硬泡保温材料的制造; 还可用于异氰脲酸酯泡沫、涂料、粘合剂、防渗堵漏、结构泡沫、微孔自结皮泡沫、汽车保险杠、内饰件、高回弹泡沫、合成木材等领域。由于其特有的组成结构,在应用于泡沫制品时,具有较好的发泡流动性能,适合应用于对发泡原液流动性能要求严格的制品的制造。是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。

白料

又称组合聚醚——采用名优聚醚为主料,加上其它名牌辅料、小料组合生产而成。 

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