聚氨酯泡沫阻燃—反應(yīng)型阻燃劑
反應(yīng)型阻燃劑又稱結(jié)構(gòu)型阻燃劑，是在聚合或者縮聚過程中參加反應(yīng)并且結(jié)合到聚合物的主鏈或者支鏈上去的、起阻燃作用的一類阻燃劑，克服了添加型阻燃劑易遷移、不能持久保持阻燃效果和破壞泡沫物理性能等缺點(diǎn)。其穩(wěn)定性好、不易消失、添加量小、毒性小，對(duì)聚合物性能影響也小。阻燃元素或基團(tuán)可通過異氰酸酯或者多元醇引入，由于技術(shù)及成本等方面的原因，目前較少使用在異氰酸酯中引入阻燃元素的方法。這類阻燃多元醇主要有無鹵含磷多元醇Exolit OP550、含磷反應(yīng)型阻燃劑An-tiblaze PR82、鹵代聚醚多元醇Ixol M125、有機(jī)磷鹵化合物反應(yīng)型阻燃劑FRT-4、四溴鄰苯二甲酸酯二醇、三（一縮二丙二醇）亞磷酸酯、N，N-二（2-羥乙基）氨甲基膦酸二乙酯等。Huang等采用離子交換的方法制備了蒙脫土納米復(fù)合材料（c-MMT），成功地將包含季銨鹽的氮-磷結(jié)構(gòu)插入到納米蒙脫土的夾層中，并將其添加在聚氨酯泡沫中，錐形量熱計(jì)測(cè)量的結(jié)果表明加入了c-MMT（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）的PU 體系的釋熱率峰值（PHRR）比標(biāo)準(zhǔn)PU 的減少了25%。掃描電鏡顯示c-MMT 在PU 燃燒過程中有助于炭質(zhì)的形成且使其分布的更加均勻，阻礙了熱量和空氣向內(nèi)部基材的傳遞，從而有效地起到了阻燃的作用。BASF 專利中介紹了一種由鹵代多元醇、溴化多元醇、阻燃劑以及催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑等組分組成的發(fā)泡體系，制備的PUF 產(chǎn)品的火焰蔓延指數(shù)，煙密度均超過美國(guó)阻燃標(biāo)準(zhǔn)ASTME-84和FM 4880。
Rotaru 等利用二乙醇胺、多聚甲醛、三聚氰酸、環(huán)氧丙烷等原料通過Mannich 反應(yīng)合成了一種新的氮含量高、熱穩(wěn)定性好的聚醚多元醇，并將此Mannich 多元醇制備了PUF 泡沫。結(jié)果表明，由于PU 泡沫體系中有異氰脲環(huán)的存在，使得通過此Mannich 多元醇發(fā)泡的PUF 有較好的力學(xué)強(qiáng)度，與傳統(tǒng)的脂肪族PU 泡沫體系相比具有更好的熱穩(wěn)定性和更高的阻燃效率。
Paciorek Sadowska J等利用N，N′-二（亞甲基環(huán)氧基-2-羥乙基）尿素和硼酸衍生物合成了1 種反應(yīng)型含硼阻燃多元醇，與標(biāo)準(zhǔn)PUF 相比較，由此種含硼阻燃多元醇制備的PUF，含硼多元醇的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1%增加至4%時(shí)，PUF 的壓縮強(qiáng)度由241.9 kPa 增加至398.7 kPa。通過火焰測(cè)試得出，添加含硼多元醇的PUF 可以達(dá)到自熄級(jí)別，其保留量最高可達(dá)91.2%，而標(biāo)準(zhǔn)PUF 的保留量只有67.3%。結(jié)果表明，含硼阻燃多元醇既是與異氰酸酯反應(yīng)的多元醇原料，在PUF 結(jié)構(gòu)中的硼、氯又可以起到阻燃的作用。Yanchuk等制備了一系列乙烯基二磷酸酯鹽，并將其應(yīng)用到PUF 中來提高PUF 的阻燃性能。實(shí)驗(yàn)表明，隨乙烯基二磷酸酯鹽含量的增加，PUF 的可燃性顯著降低，離火即熄。生物質(zhì)資源在自然界中大量存在且可再生，加上各項(xiàng)環(huán)保法令的出臺(tái)以及人們節(jié)能意識(shí)的提高，生物質(zhì)型PUF 引起了人們的注意。Melissa Heinen等利用從植物中提取的環(huán)氧大豆油與磷酸反應(yīng)制得磷酸化多元醇，再用不同比例磷酸化多元醇與丙三醇、乙二醇聚酯反應(yīng)，以戊烷作為發(fā)泡劑得到磷酸化PUF。SEM、SDT-FTIR 以及易燃性測(cè)試結(jié)果表明，所制得的磷酸化PUF 的阻燃性與商業(yè)品的阻燃性一樣好，磷酸化PUF 的LOI 甚至能夠更高。
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氫氧化鎂是實(shí)用性很強(qiáng)的無機(jī)阻燃劑
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