无卤阻燃全水发泡聚氨酯硬质泡沫的研究进展

聚氨酯硬质泡沫塑料是一种综合性能优异的功能材料,应用十分广泛。近年来,随着环保标准与防火要求的提高,与聚氨酯硬质泡沫相关的研究取得了可喜的成果。为了给后续研究提供参考,对比分析了氯氟烃、戊烷等物理发泡剂和全水化学发泡对阻燃的影响,介绍了阻燃聚氨酯硬质泡沫的发展概况,梳理了无卤阻燃聚氨酯硬质泡沫的阻燃机理,综述了阻燃聚氨酯硬质泡沫在重点领域的应用进展情况。

柔性保温管用聚氨酯硬泡组合料研究

选择适宜的长链聚醚多元醇,通过一步法制备了全水发泡柔性聚氨酯硬泡,应用于预制直埋保温复合塑料管。柔性聚氨酯硬泡的泡沫力学性能和导热系数均可满足GB/T 29047—2021《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件》的要求。

可膨胀石墨阻燃水发泡聚氨酯泡沫塑料的制备

采用四溴醇合成了适合水发泡的阻燃聚醚多元醇,并通过可膨胀石墨与其它阻燃剂的复配使用,制得了可膨胀石墨阻燃的水发泡聚氨酯泡沫塑料。讨论了溴代醇种类、发泡剂种类及用量、可膨胀石墨粒径及用量和复合阻燃剂配比等因素对泡沫阻燃性能的影响。结果表明,该阻燃聚醚多元醇与含有可膨胀石墨的复合阻燃剂复配使用,制得的可膨胀石墨阻燃水发泡聚氨酯泡沫塑料氧指数可达33%,压缩强度为280KPa,达到了国家标准GB/T8624-1997中B1级氧指数的要求,并且阻燃剂用量少,阻燃效果稳定。

水发泡聚氨酯泡沫塑料的热分解

比较研究了水、氟利昂、HCFC141b 发泡聚氨酯泡沫塑料的热分解过程。采用两种方法建立动力学方程并求解了各动力学参数,根据结果分析了脲段含量对聚氨酯泡沫塑料的热分解表观活化能的影响。

水用量对全水发泡聚氨酯泡沫形态和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)并结合物理力学性能测试,对高水用量(3phr^11phr)所制备的全水发泡低密度聚氨酯泡沫的形态和力学性能进行表征,结果表明,水用量逐渐从3phr增加到11phr,发泡聚氨酯物料的乳白时间、凝胶时间和不粘手时间逐渐延长,泡沫中的取代脲结构含量和氢键化程度逐渐增加,泡沫密度和力学性能逐渐降低,泡孔平均孔径呈先增大、后减小的趋势,然而泡沫的比强度和氨基甲酸酯含量变化不大。

聚氨酯软质泡沫的制备及其泡孔结构和吸油性能的研究

采用全水发泡工艺,通过对配方的调节,研制了一种具有一定耐压强度和较好吸油性能的聚氨酯软质泡沫塑料。研究了催化剂配比及用量、泡沫稳定剂用量、粗MDI指数对聚氨酯软质泡沫吸油性能的影响。采用聚醚(N-220),当催化剂辛酸亚锡的质量份为0.20、催化剂A33的质量份为0.55、泡沫稳定剂有机硅油的质量份为1.0、粗MDI指数0.85左右、发泡剂去离子水的质量份为4～8时,所制备的聚氨酯泡沫泡孔结构和吸油效果较好。

全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的研制

研制了低粘度的聚醚PE60 0系列和具有良好流动性的全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料组合聚醚。对制备中影响发泡性能的有关因素进行了探讨。依此制备的硬质聚氨酯泡沫塑料具有良好的尺寸稳定性、优异的粘接性能和较低的导热系数 ,已达到或超过汽车、建筑行业对全氟泡沫的要求 。

全水发泡聚氨酯泡沫塑料的研究

采用拉伸、冲击、扫描电镜等实验方法研究了聚氨酯泡沫体的结构和性能。着重阐述了全水发泡中的主要因素如水的用量、复合催化剂的比例以及异氰酸酯指数对泡沫体性能的影响。

水加入量对全水聚氨酯泡沫塑料性质的影响

分析了以水为发泡剂的全水聚氨酯发泡成型工艺过程中水的加入量对泡沫塑料性质的影响。研究了异氰酸酯指数为105,聚醚多元醇官能度为4,羟值为480mgKOH/g时,发泡剂水加入量与泡沫塑料开孔率、力学性能、泡沫稳定性等性质的关系。结果表明,聚氨酯泡沫塑料随着水的加入量从1g增加到10g,泡沫体拉伸强度降低了30%,压缩强度降低了29%;泡孔直径由50μm～100μm增加到300μm～400μm;玻璃化转变温度由102℃上升到112℃。

无卤型阻燃全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能研究

采用实验所得的最佳全水发泡工艺,制备了ODP值为零的硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF),其压缩强度满足GB10800-89《建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫材料》的要求。在此工艺下,以季戊四醇螺环磷酸(SP-DPA)为阻燃剂制备了无卤阻燃RPUF,讨论了SPDPA含量对RPUF性能的影响。SEM和耐水溶性测试表明SPDPA与RPUF基体有良好的相容性。当SPDPA的添加质量份数为30份时,RPUF的氧指数达到26.0,能达到UL-94 V-0阻燃级别。TGA测试表明阻燃RPUF有良好的成炭能力,SEM证明了燃烧后的RPUF表面能形成非常致密的炭层。SPDPA的加入对RPUF的力学性能影响较小,当SPDPA添加质量份数为30份时,其压缩强度仍能满足GB10800-89的要求。

全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备与性能

采用多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂和阻燃剂等为原料制备了全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫(PURF),讨论了聚醚多元醇种类、催化剂、发泡剂、异氰酸酯指数以及阻燃剂对PURF性能的影响。结果表明,聚酯多元醇能够改善泡孔结构,但降低压缩强度和尺寸稳定性;不同催化剂复配,可以控制发泡工艺;水发泡剂与泡沫的密度、泡孔结构、力学性能有关;异氰酸酯指数在1.1～1.2时,泡沫的压缩强度、尺寸稳定性等较好;三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)可赋予PURF一定的阻燃性,但对泡体结构、压缩强度和尺寸稳定性有影响。

无卤阻燃全水发泡聚氨酯硬质泡沫的结构与性能研究

采用可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)、氢氧化铝(ATH)组成无卤复配体系阻燃全水发泡聚氨酯硬质泡沫(RPUF),并研究了其结构与性能。结果表明,27%(质量分数)的EG能使RPUF的LOI达到37%,但会破坏RPUF的结构完整性,使其压缩强度比纯RPUF降低27.5%;EG/APP/ATH复配体系具有良好阻燃协同效应,能很好地平衡阻燃RPUF的阻燃和力学性能,当其组份比为6/2/2、含量为27%(质量分数)时,阻燃RPUF的LOI达到39%,该复配阻燃剂对RPUF的结构影响小,阻燃RPUF的压缩强度为326kPa,仅略低于纯RPUF。

聚醚复配对全水发泡聚氨酯泡沫形态和物理力学性能的影响

为探究聚醚多元醇配比聚氨酯泡沫形态以及物理力学性能的影响,采用SEM并结合常规物理力学性能测试,对不同聚醚配比下制备的全水发泡聚氨酯泡沫进行了表征,结果表明:随着聚醚Ⅰ用量从70增加到85 phr,发泡聚氨酯物料的凝胶时间和不粘手时间逐渐变短,泡沫平均孔径由348.21μm减小到323.79μm,Gibss三角区域的尺寸由23.16μm增大到29.8μm;泡沫的压缩强度由279.5 kPa增加到474.4 kPa,高低温尺寸变化率也逐渐降低。聚醚多元醇作为全水发泡聚氨酯泡沫的主要原料,参与大分子链的形成并影响发泡体系的活性,其不同官能度的聚醚用量不仅影响泡沫的形成过程,同时也会影响聚氨酯泡沫的基体结构,进而影响泡沫形态和物理力学性能。利用通用硬泡聚醚与低粘度聚醚复配的方法可以制备性能良好的全水发泡聚氨酯泡沫。

溴碳聚氨酯硬质泡沫塑料的研制

采用二乙醇胺、自制四溴双酚A环氧树脂(E-21)为原料合成了阻燃聚醚多元醇组分;采用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、三羟甲基丙烷(TMP)为原料,在二月桂酸二丁基锡的作用下,通过逐步聚合反应得到异氰酸酯组分;将两组分按一定比例进行发泡得到阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料。利用热重分析仪、水平燃烧测定仪等手段进行了表征,研究了异氰酸酯指数、发泡剂以及阻燃剂对聚氨酯硬质泡沫塑料性能的影响。结果表明,与不添加阻燃剂的聚氨酯硬质泡沫塑料相比,阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的吸热峰温度从294.8℃提高到303.8℃。

软泡相分离理论分析与探讨

综述了聚氨酯软泡的做相分离理论的最新进展。分析了相分离对泡沫物理性能和工艺性能的影响，以及利用或控制相分离的实际意义。

可膨胀石墨对全水发泡聚氨酯阻燃硬泡综合性能的影响

通过可再生的蓖麻油与甘油进行酯交换反应制备蓖麻油多元醇,并将其应用于聚氨酯阻燃硬泡(RPUF)的制备中,讨论了阻燃型可膨胀石墨(EG)的加入量、复配阻燃剂及复配阻燃剂EG/DMMP中EG与甲基膦酸二甲酯(DMMP)的配比对RPUF综合性能的影响。

水性软发泡在高档客车中的应用

从提高客车车身保温、密封、防腐、节能、环保等性能角度,分析采用水性软发泡的好处,并对水性软发泡与传统隔热材料进行对比。

蓖麻油酸镧对聚氨酯自结皮泡沫性能的影响

采用硝酸镧、蓖麻油酸为原料,利用复分解法制备了蓖麻油酸镧。以蓖麻油酸镧作为催化剂,作用于全水发泡聚氨酯自结皮泡沫材料,考察了蓖麻油酸镧对全水发泡聚氨酯自结皮泡沫材料性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪、紫外可见分光光度计、生物显微镜、电子万能试验机等进行表征,结果表明蓖麻油酸镧对全水发泡聚氨酯自结皮泡沫材料的影响作用明显,稀土元素的加入使泡沫材料的体系结构发生变化。加入蓖麻油酸镧后可明显缩短泡沫的脱模时间,改善了泡沫强度和表皮硬度,对形成稳定良好的泡孔结构有一定的促进作用,添加0.3份和0.6份的蓖麻油酸镧制取的泡沫泡孔形态较好。

用于聚氨酯硬泡的新型发泡添加剂

介绍了聚氨酯硬泡中的导热方式以及3M公司发泡添加剂PF5056的作用机理。PF5056应用于环戊烷发泡体系，在不改变聚氨酯黑料白料发泡剂等基本配方的条件下，可以有效地降低泡沫单元的尺寸，得到泡孔更加细腻和均匀的泡沫，从而有效地降低泡沫的热传导系数。

全水发泡聚氨酯泡沫塑料在花盆中的应用

将全水发泡聚氨酯泡沫塑料用于制成花盆,介绍了全水发泡聚氨酯泡沫塑料的原料、配方、加工设备及花盆的生产工艺和测试方法。