摘要

綜述了硬泡聚氨酯的燃燒方式和阻燃原理。介紹了阻燃技術(shù)的研究現(xiàn)狀和最新進展。硬質(zhì)泡沫塑料是第五大塑料的總稱。是氨基甲酸酯段多元醇與多異氰酸酯反應(yīng)生成的聚合物。聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯產(chǎn)品的一大分支，它占聚氨酯材料總量的20%左右。是近十年來發(fā)展最快的合成材料。它具有優(yōu)異的物理機械性能和保溫性能。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有重量輕、強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、隔音效果好等特點，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，也應(yīng)用于工業(yè)、運輸、石油化工管道、航海、軍事等領(lǐng)域。

硬泡聚氨酯 燃燒方式 添加型阻燃劑              

1 RPUF 燃燒方式

1.1 氣相阻燃機理

我們都知道燃燒需要點火，因此，本文研究了阻燃劑的阻燃機理。從而進一步探討了氣相阻燃機理。在燃燒過程中，阻燃劑分解生成非可燃氣體，降低可燃氣體和氧氣的濃度，從而抑制燃燒。通過阻燃劑的作用，改變了燃燒的熱分解方式，稀釋了分解后的可燃氣體。

1.2 阻燃機理凝聚相阻燃

通過阻燃劑的作用，在凝聚相改變纖維大分子鏈的熱裂解歷程，促進發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應(yīng)，增加炭化殘渣，減少可燃性氣體的產(chǎn)生。通過阻燃劑材料的熱分解和吸熱吸收，降低了材料的表面溫度，減緩或終止了燃燒。阻燃劑組件釋放一層耐火絕緣多孔碳層，覆蓋在燃燒材料的表面，以防止易燃氣體擴散到燃燒材料表面。這樣在燃燒區(qū)，很難將熱量從燃燒區(qū)傳遞到燃燒材料上，從而抑制燃燒。

1.3 中斷熱交換阻燃機理

中斷熱交換阻燃機理它是指去除燃燒產(chǎn)生的部分熱量，使材料不能達到熱分解溫度，使燃燒材料不能繼續(xù)燃燒，從而中斷燃燒。根據(jù)上述機構(gòu)和應(yīng)用方式，將阻燃劑分為添加劑型和反應(yīng)型。添加的阻燃劑是阻燃劑與聚氨酯材料的物理共混，以達到阻燃劑的目的。該方法相對簡單，是最早的阻燃方法。它現(xiàn)在仍然被廣泛使用。添加劑阻燃劑分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。無機阻燃劑主要為氫氧化鋁、氧化硅和無機硅體系。

2 RPUF 常用的添加型阻燃劑

2.1 含磷阻燃劑

常用的含磷阻燃劑為TCPP，三氯異支柱酯（TDCPP）、金屬酸二甲酯（DMMP）、磷酸二甲酯（DMPP）9≤10、二乙基膦酸（DIP）11 等阻燃劑得到了廣泛的應(yīng)用?；鹧孀枞夹Ч?，與聚醚多元醇相容性好，黏度低，抗結(jié)焦性能好。

根據(jù)凝聚相的阻燃機理，含磷阻燃劑主要為含磷化合物分解成鈣磷，磷酸和聚偏磷酸。黏性液體聚偏磷酸更穩(wěn)定，不揮發(fā)，覆蓋在材料表面以分離氧氣阻止燃燒。同時，在聚合物表面脫水和碳化，形成碳膜吸收熱量，降低溫度。形式反應(yīng)物的形成也可以降低可燃氣體的濃度。這幾種阻燃劑中含磷含氮還含有鹵素取代基，使得阻燃劑具有磷光體的雙重協(xié)同效應(yīng)。

2.2 含氮阻燃劑

含氮阻燃劑主要有雙氰胺、三聚氰胺、氰尿酸鹽等。其主要優(yōu)點是無鹵、低毒、低煙、熱光穩(wěn)定、阻燃效果好、價格低廉。硝基含氮阻燃劑經(jīng)吸熱分解后可分解為NH3、H2NCN、N、NO、CO2、H2O 等不可燃氣體，一方面可以稀釋濃度。分解氧和聚合物在空氣中的熱分解所產(chǎn)生的可燃物質(zhì)，而阻燃劑則吸收熱量，降低物質(zhì)的表面溫度。分解產(chǎn)生的氮氧化物捕獲自由基，抑制聚合物的鏈式反應(yīng)，從而達到阻燃劑的目的。三聚氰胺以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐久性、耐候性和優(yōu)良的阻燃性能得到了廣泛的應(yīng)用，并在歐洲得到了廣泛的應(yīng)用。通過錐形量熱儀等儀器研究三聚氰胺的阻燃機理。發(fā)現(xiàn)三聚氰胺的阻燃作用主要是通過分解來實現(xiàn)的。然而，含氮阻燃劑和含磷阻燃劑的效果通常較好。通過對C酸氰酸支路（MC 作為阻燃劑）對PUF 性能的影響比較。結(jié)果表明，MC 和MPP 的加入降低了UF 的導(dǎo)熱系數(shù)。機械專業(yè)添加TH MC 的PUF 比添加MPP.PUF 的性能和熱穩(wěn)定性好，優(yōu)于錐形量熱儀、L0I 和MC 添加到煙氣中的性能和熱穩(wěn)定性。

2.3 膨脹型阻燃劑

膨脹型阻燃劑是近年來發(fā)展迅速的一種新型無鹵阻燃劑，由天然石墨制成。當(dāng)化合物在層間晶格中吸附在200℃以上時，石材開始廣泛膨脹，并在1100℃時達到最大值。最大體積可達280倍。石墨形態(tài)由片狀轉(zhuǎn)變?yōu)槿湎x狀，形成較厚的孔洞。形成絕緣層和氧氣層。利用這一特性，可以通過在瞬間擴大體積來熄滅火焰。然而這種阻燃方式的阻燃效率很低，而且不能與其他阻燃劑一起使用。如果采用EG 和磷酸三乙酯（TEP）作為PUF 的阻燃劑。結(jié)果表明，在系統(tǒng)中添加了15%的分材料的TEP 的氧指數(shù)為33%。通過研究了幾組不同密度的EC/RPUF 復(fù)合材料的阻燃性能，發(fā)現(xiàn)了E 型阻燃劑。當(dāng)EC 含量相隨著密度的增加，火焰延遲性會更好。還發(fā)現(xiàn)EC 對RPUF 具有協(xié)同阻燃作用。在固定RPUF 含量的情況下，RPUF 的氧指數(shù)可大大提高。聚氨酯泡沫在外墻外保溫系統(tǒng)中具有優(yōu)異的應(yīng)用性能。作為一個熱保濕材料，聚氨酯泡沫塑料得到了廣泛的應(yīng)用。而且在建筑能源也領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因為其保溫的特點。聚氨酯硬質(zhì)泡沫是建筑保溫工程中最常用的材料。未來節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用前景很廣泛。其根本原因是聚氨酯的優(yōu)異性能。

3 聚氨酯硬泡在外墻外保溫體系中應(yīng)用性能

3.1 聚氨酯硬泡低的導(dǎo)熱系數(shù)

聚氨酯泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)很低，是目前工程中常用的一種保溫材料(如導(dǎo)熱系數(shù))。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.024W/m。如減薄后，建筑物重量減少，居住面積增加3.2%。硬泡聚氨酯是一種新型的聚氨酯泡沫材料。耐火和耐高溫。具有良好的耐火性和耐熱性。

3.2 聚氨酯硬泡具有良好的防火耐溫性能，是種比較安全的保溫材料

通過調(diào)整配方，聚氨酯硬質(zhì)泡沫能滿足高耐火材料的要求。硬質(zhì)泡沫可長期經(jīng)受40℃～90℃試驗。在120℃～150℃時，聚氨酯改性聚異氰酸酯泡沫塑料可長期使用。起泡點聚氨酯硬質(zhì)泡沫比木材高。雖然剛性泡沫是聚合物，但它是一種惰性燃燒的熱固性材料，不產(chǎn)生可燃材料，形成了一層保護層。這一特點有效地抑制了熔化導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的風(fēng)險。聚氮酯硬質(zhì)氣泡能抵抗濺火星和輻射熱。金屬板、纖維水泥是以無機物如紙板、石膏板或聚酯絕緣墻、聚氨酯芯復(fù)合板的主要材料。水泥體系覆蓋材料通過防止氧氣進入平板或增加主絕緣層與泡沫芯材料之間的接觸來提高其阻燃性能。聚苯乙烯泡沫塑料是熱塑性材料。在火災(zāi)中的表現(xiàn)要差得多，當(dāng)著火的時候，熱液流動會使火擴散得更遠，這就加重了火災(zāi)的災(zāi)情。

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4 結(jié)語

硬泡聚氨酯在外墻保濕系統(tǒng)和硬泡聚氨酯中的應(yīng)用及其與絕熱層的關(guān)系及聚氨酯硬質(zhì)泡沫在我國外墻保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。硬泡聚氨酯阻燃技術(shù)有很多種。它們分別添加阻燃劑和無機填料。硬泡聚氨酯聚酯通過提高大分子的交聯(lián)度，當(dāng)阻燃劑被引入聚氨酯大分子時，增加聚氨酯大分子中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比例，可以提高聚氨酯大分子的性能。指出聚氨酯硬質(zhì)泡沫板是主要的產(chǎn)品，還介紹了聚氨酯硬質(zhì)泡沫外墻保溫系統(tǒng)的發(fā)展前景。