新型磷系阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

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硬质聚氨酯泡沫(RPUF)由于其优良的隔热保温性能,被广泛应用于建筑、管道等领域,由于极其易燃,并且燃烧过程中释放出大量有毒有害气体,易造成人员的伤亡。进一步提高RPUF的阻燃性能势在必行。本论文制备了一种新型含磷阻燃聚醚多元醇(THPPG),研究了六(对羟甲基苯氧基)环三磷腈(HHPCP)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃剂在RPUF中的阻燃作用。讨论了THPPG、HHPCP、DMMP改性RPUF的阻燃性能和热性能。具体主要研究内容为:第一部分:将HHPCP/DMMP应用于RPUF中,当以HHPCP/DMMP质量比为20:20时,与纯RPUF相比,阻燃改性的RPUF总热释放量由21.6 kJ·g-1减少为16.9 kJ·g-1,同时压缩强度仅为72 kPa,密度明显提高,残炭量由7.2%提高到22.5%,极限氧指数(LOI)由19.1%上升到24.5%,但未达到B2级要求(LOI≥26%)。第二部分:以三羟甲基氧磷和环氧丙烷为原料,以二甲胺为催化剂通过开环聚合制备了含磷聚醚多元醇(THPPG),对产物结构进行了表征。通过对THPPG合成过程的研究分析,确立THPPG的最佳合成条件。制得THPPG的指标为:羟值为544-746 mg KOH·g-1,含磷量为8.5-12.3%。同时制备了本质阻燃RPUF,结果表明,当添加量为50份时,RPUF的压缩强度可达145 kPa,LOI可达到24.0%,残炭率由19.5%提高到24.1%,总热释放量由20.3 k J·g-1降低为12.9 kJ·g-1,同时RPUF的泡沫瓦解温度(T50%)从350℃提高到387℃。第三部分:分别将HHPCP、DMMP与THPPG复配应用于RPUF。当THPPG/HHPCP以质量比为100:25添加时,RPUF的LOI为26.1%,达到B2级要求(LOI≥26%),残炭率可提高到27.9%,同时总热释放量由20.3 kJ·g-1降低到11.3 kJ·g-1。当THPPG/DMMP质量比为100:25添加时,RPUF的LOI为30.2%,达到B1级(LOI≥30%),残炭率提高到25.1%,同时总热释放量由20.3 kJ·g-1降低到10.3 kJ·g-1
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