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聚氨酯硬泡因具有密度小、强度高、防水、导热系数低、加工方式灵活、与很多材料具有较强粘结力等优点被广泛应用在管道、航空、运输及日常生活等领域。随着建筑行业节能材料在我国的迅速发展,聚氨酯硬泡作为一种优良材料逐渐在建筑屋面、墙体等部位被使用。然而由于聚氨酯材料本身属于易燃材料,氧指数为17%,因此,聚氨酯材料着火引发的火灾时有发生,国内外学者对阻燃聚氨酯密切关注,但现在对聚氨酯硬泡的阻燃研究还不广泛,另外作为结构材料,其强度较差,达不到一些特殊领域的结构材料的要求,限制了聚氨酯的应用范围。 为了改善聚氨酯硬泡性能,本文主要以多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、一氟二氯乙烷发泡剂(HCFC-141b)、阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂为原料,以密度、氧指数和抗压强度为性能指标,借助扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)等手段,通过单因素实验分析、正交实验设计及直观分析,研究了高性能的阻燃聚氨酯硬泡材料的制备最佳工艺条件。实验结果表明:当多元醇为100份时,阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)和甲基磷酸二甲酯(DMMP)复合使用,用量为总量的12%、40份发泡剂HCFC-141b、2份催化剂、2份稳定剂制备的聚氨酯硬泡材料性能最佳,其性能为:硬泡密度35 kg/m3、氧指数28%、抗压强度200 kPa,达到了建筑阻燃硬泡材料的要求。 本文通过单因素实验探讨了不同三聚催化剂、阻燃剂、密度对聚氨酯硬泡材料性能的影响,实验表明:(1)三聚催化剂含量越高,聚氨酯硬泡材料的阻燃性能就越好。(2)当阻燃剂的量添加到一定程度时,硬泡的氧指数会增加,硬泡材料的阻燃性能会增强,然而随着用量的增加,硬泡的物理性能会下降。(3)水和发泡剂很大程度的影响了硬泡密度,含量越高,密度越低,随着密度降低,聚氨酯硬泡的性能也降低。这为在实际应用中平衡聚氨酯综合性能,选择最优条件提侈供了思路。