阻燃型聚氨酯泡沫研究-反应型阻燃剂

 反应型阻燃剂又称结构型阻燃剂，是在聚合或者缩聚过程中参加反应并且结合到聚合物的主链或者支链上去的、起阻燃作用的一类阻燃剂，克服了添加型阻燃剂易迁移、不能持久保持阻燃效果和破坏泡沫物理性能等缺点。其稳定性好、不易消失、添加量小、毒性小，对聚合物性能影响也小。

   阻燃元素或基团可通过异氰酸酯或者多元醇引入，由于技术及成本等方面的原因，目前较少使用在异氰酸酯中引入阻燃元素的方法。这类阻燃多元醇主要有无卤含磷多元醇Exolit OP550、含磷反应型阻燃剂An-tiblaze PR82、卤代聚醚多元醇Ixol M125、有机磷卤化合物反应型阻燃剂FRT-4、四溴邻苯二甲酸酯二醇、三（一缩二丙二醇）亚磷酸酯、N，N-二（2-羟乙基）氨甲基膦酸二乙酯等。Huang等采用离子交换的方法制备了蒙脱土纳米复合材料（c-MMT），成功地将包含季铵盐的氮-磷结构插入到纳米蒙脱土的夹层中，并将其添加在聚氨酯泡沫中，锥形量热计测量的结果表明加入了c-MMT（质量分数20%）的PU 体系的释热率峰值（PHRR）比标准PU 的减少了25%。扫描电镜显示c-MMT 在PU 燃烧过程中有助于炭质的形成且使其分布的更加均匀，阻碍了热量和空气向内部基材的传递，从而有效地起到了阻燃的作用。BASF 专利中介绍了一种由卤代多元醇、溴化多元醇、阻燃剂以及催化剂、表面活性剂、发泡剂等组分组成的发泡体系，制备的PUF 产品的火焰蔓延指数，烟密度均超过美国阻燃标准ASTME-84和FM 4880。

  Rotaru等利用二乙醇胺、多聚甲醛、三聚氰酸、环氧丙烷等原料通过Mannich 反应合成了一种新的氮含量高、热稳定性好的聚醚多元醇，并将此Mannich 多元醇制备了PUF 泡沫。结果表明，由于PU 泡沫体系中有异氰脲环的存在，使得通过此Mannich 多元醇发泡的PUF 有较好的力学强度，与传统的脂肪族PU 泡沫体系相比具有更好的热稳定性和更高的阻燃效率。Paciorek Sadowska J等利用N，N′-二（亚甲基环氧基-2-羟乙基）尿素和硼酸衍生物合成了1 种反应型含硼阻燃多元醇，与标准PUF 相比较，由此种含硼阻燃多元醇制备的PUF，含硼多元醇的添加质量分数由1%增加至4%时，PUF 的压缩强度由241.9 kPa 增加至398.7 kPa。通过火焰测试得出，添加含硼多元醇的PUF 可以达到自熄级别，其保留量最高可达91.2%，而标准PUF 的保留量只有67.3%。结果表明，含硼阻燃多元醇既是与异氰酸酯反应的多元醇原料，在PUF 结构中的硼、氯又可以起到阻燃的作用。Yanchuk[32]等制备了一系列乙烯基二磷酸酯盐，并将其应用到PUF 中来提高PUF 的阻燃性能。实验表明，随乙烯基二磷酸酯盐含量的增加，PUF 的可燃性显著降低，离火即熄。生物质资源在自然界中大量存在且可再生，加上各项环保法令的出台以及人们节能意识的提高，生物质型PUF 引起了人们的注意。Melissa Heinen等利用从植物中提取的环氧大豆油与磷酸反应制得磷酸化多元醇，再用不同比例磷酸化多元醇与丙三醇、乙二醇聚酯反应，以戊烷作为发泡剂得到磷酸化PUF。SEM、SDT-FTIR 以及易燃性测试结果表明，所制得的磷酸化PUF 的阻燃性与商业品的阻燃性一样好，磷酸化PUF 的LOI 甚至能够更高。