阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫

硬質(zhì)聚氨酯泡沫（ＲＰＵＦ），廣泛應(yīng)用于建筑、航天、汽車等領(lǐng)域，ＲＰＵＦ是一種極易燃燒的物質(zhì)，其極限氧指數(shù)（ＬＯＩ）約為１９％，并且，燃燒過程中生成了有毒有害氣體，伴隨滴落現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著ＲＰＵＦ應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，需要提高其阻燃性能。文章結(jié)合ＲＰＵＦ的阻燃機(jī)理，闡述近年來添加型、反應(yīng)型、結(jié)構(gòu)性的阻燃劑的研究進(jìn)展，對硬質(zhì)聚氨酯泡沫的未來發(fā)展具有重要意義。聚氨酯建材PART01

添加型阻燃劑

添加型阻燃劑具有成本低、工藝簡單等特點(diǎn)，但是，同時(shí)存在與基體相容性較差、易遷移、影響泡沫的力學(xué)性能，極大地限制了其阻燃效果。傳統(tǒng)鹵素阻燃劑由于燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的毒氣而逐漸被無鹵阻燃劑取代，因此，鋁系、磷系、氮系、硅系阻燃劑以及各種復(fù)合阻燃劑的無鹵阻燃劑成為目前研究的熱點(diǎn)。無鹵阻燃劑中含磷化合物在燃燒過程可以產(chǎn)生焦磷酸或者多聚磷酸，從而催化凝聚相化合物的碳化，或釋放自由基（ＰＯ·和ＰＯ２·），淬滅氣相中的自由基［４］；含氮化合物能夠產(chǎn)生惰性氣體，稀釋可燃裂解氣體和氧氣的濃度；含硅、鋁化合物可以在表面形成熱穩(wěn)定的焦炭殘留物，延緩熱量的傳遞，同時(shí)隔絕氧氣。添加型阻燃劑PART02

反應(yīng)型阻燃劑反應(yīng)型阻燃劑的阻燃原理主要是采用阻燃元素對ＲＰＵＦ分子鏈中軟、硬段進(jìn)行接枝改性，使ＲＰＵＦ分子攜帶阻燃元素，提高碳化能力，降低可燃性。與材料的力學(xué)性能相比，影響較小、阻燃的效果更好，但是，同時(shí)引入的元素增加了煙氣生成量，增大了熱釋放速率。

使用三聚氰胺基聚酯多元醇制備的聚氨酯硬泡，殘?zhí)勘砻孢B續(xù)而到密(F1)。添加阻燃劑ATH和APP后,ATH降解生成絨毛狀的物質(zhì)覆蓋在殘?zhí)勘砻?同時(shí)APP峰解生成的高交聯(lián)度的多聚磷酸覆蓋在殘?zhí)勘砻?致使殘?zhí)扛又旅?，在燃燒過程中可以明熱量和可燃性氣體向基體的傳播F2)。添加EG后,EG膨賬后形成的蟲狀蓬松炭層也可以有效地起到唱熱隔質(zhì)的用蔽作用，從而起到優(yōu)異的阻燃效果(F3)。反應(yīng)型阻燃劑PART03

結(jié)構(gòu)型阻燃劑

結(jié)構(gòu)型阻燃劑主要有納米復(fù)合材料、殼－核結(jié)構(gòu)、微膠囊化、層層自組裝三維結(jié)構(gòu)等類型。但是，其生產(chǎn)成本高，工藝難度大。目前，常用的納米材料阻燃劑有碳納米纖維（ＣＮＦ）、納米金屬氧化物、碳納米管（ＣＮＴｓ）、納米黏土等。納米復(fù)合型燃劑具有催化成炭和催化氧化的作用，結(jié)合本質(zhì)阻燃的原理，可以制備高效阻燃ＲＰＵＦ。但是，納米復(fù)合型阻燃劑與ＲＰＵＦ基體也存在相容性較差的問題，碳納米管之間的強(qiáng)范德華力和π－π相互作用容易導(dǎo)致基體中出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，微膠囊化、殼－核結(jié)構(gòu)和自組裝等結(jié)構(gòu)均是為進(jìn)一步提高包裹材料的穩(wěn)定性和ＲＰＵＦ基體的相容性，從而提高阻燃效率。磨巧梅等采用一步發(fā)泡法制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫／聚磷酸銨／碳納米管（ＲＰＵＦ／ＡＰＰ／ＣＮＴｓ）的復(fù)合材料。在相同條件下，由于ＣＮＴｓ的粒徑更小，在基體分散更均勻。由ＳＥＭ圖可知，ＡＰＰ／ＲＰＵＦ與ＣＮＴｓ／ＲＰＵＦ相比，泡孔更大，添加ＣＮＴｓ的復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度更高，但是，由于ＣＮＴｓ的集聚現(xiàn)象，ＣＮＴｓ／ＲＰＵＦ的壓縮強(qiáng)度提升并不明顯，僅為０.０１ＭＰａ。當(dāng)ＡＰＰ與ＣＮＴｓ