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聚氨酯硬质泡沫阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-25 11:46:41
聚氨酯硬质泡沫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。

聚氨酯硬质泡沫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,含磷聚氨酯硬质泡沫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。

含卤素聚氨酯硬质泡沫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,聚氨酯硬质泡沫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。

硬质聚氨酯泡沫塑料工业化后,它的应用范围逐渐扩大。同时,人们逐渐认识到,提高泡沫塑料的阻燃性是极为重要的。很多国家对建筑、交通运输等部门,制定了材料的阻燃规范,具体规定了不同使用场合的阻燃标准。所以,硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃化是从客观需要出发的,否则,应用范围将大受限制。

阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料在硬质聚氨酯泡沫塑料中所占的比例逐年递增,目前已增加到70%—80%。阻燃化的具体要求是:不易着火;火焰传播性小,发烟最少;燃烧时生成的有害气体少。



磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)用途:

1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。

2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。

3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.


硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂,应具备以下几个条件:

1、添加量少而效果好;

2、和原料的混溶性好;

3、对泡沫塑料的性能影响小;

4、无毒或毒性甚小,以确保安全使用;

5、价格低廉;

6、阻燃效果不随时间流逝而降低;

7、液态的阻燃剂黏度不能过大;

8、不腐蚀设备装置。

事实上,完全具备上述条件的阻燃剂是较难得到的,一般的阻燃剂只是大体上具备这些条件。

由于添加阻燃剂将带来材料成本的上升,又很难为材料制造商直接带来经济方面的效益,因此在阻燃剂发展的初步阶段,只能依靠国家制定相关的法规和标准进行强制性要求。我国已陆续出台了《中华人民共和国消防法》、《阻燃制品标识管理办法》、《公共场所用阻燃制品燃烧性能要求和标识》等一系列阻燃行业相关的法律法规和应用标准。

聚氨酯泡沫具有导热系数低、稳定性好、易于施工、环保等诸多优点,是实现我国建筑节能目标的理想保温材料。在国外,聚氨酯作为外墙保温材料技术已经非常成熟,并得到广泛运用。而“11·15”上海火灾发生的原因之一,正是因为该建筑所使用的聚氨酯泡沫未按照规定进行阻燃处理,没有达到《高层民用建筑设计防火规范》所规定的B1难燃标准,属于不合格材料。

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