阻燃聚氨酯材料簡介

阻燃聚氨酯材料1阻燃聚氨酯材料主要內(nèi)容聚氨酯材料簡介軟質(zhì)泡沫塑料常用阻燃性能測試方法軟質(zhì)泡沫塑料常用阻燃劑硬質(zhì)泡沫塑料常用阻燃性能測試方法硬質(zhì)泡沫塑料常用阻燃劑聚氨酯材料展望2聚氨酯材料的發(fā)現(xiàn)聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團（—NHCOO—）的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。1937年德國OttoBayer教授首先發(fā)現(xiàn)多異氰酸酯與多元醇化合物進行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯。英美等國1945～1947年從德國獲得聚氨酯樹脂的制造技術(shù)于1950年相繼開始工業(yè)化。日本1955年從德國Bayer公司及美國DuPont公司引進聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。20世紀(jì)50年代末我國聚氨酯工業(yè)開始起步，近10多年發(fā)展較快。目前世界聚氨酯總產(chǎn)量已經(jīng)超過1500萬t，已占據(jù)合成材料第6位。3聚氨酯的特性通過改變原料種類及組成，可以大幅度地改變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到從柔軟到堅硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯制品形態(tài)有軟質(zhì)、半硬質(zhì)及硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、合成革涂層樹脂、彈性纖維等。廣泛應(yīng)用于汽車制造、冰箱制造、交通運輸、土木建筑、鞋類、合成革、織物、機電、石油化工、礦山機械、航空、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域。4聚氨酯的分類聚氨酯根據(jù)所用原料的不同，可有不同性質(zhì)的產(chǎn)品，一般為聚酯型和聚醚型兩類。根據(jù)用途分，可用于制造塑料、橡膠、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等。5國內(nèi)MDI生產(chǎn)、消費情況產(chǎn)能，萬噸/年消費量，萬噸/年消費年均增長率，%主要原材料生產(chǎn)、消費情況未來五年規(guī)劃增加產(chǎn)能183萬噸6國內(nèi)TDI生產(chǎn)、消費情況消費年均增長率，%產(chǎn)能，萬噸/年消費量，萬噸/年主要原材料生產(chǎn)、消費情況未來五年規(guī)劃增加產(chǎn)能98萬噸7國內(nèi)聚氨酯產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)其中，含溶劑聚氨酯產(chǎn)品約為220萬噸，含溶劑約154萬噸。2007年與2006年相比，聚氨酯消費量增加13.9%。2001年到2007年間，年均增長率為24.9%。8國內(nèi)聚氨酯產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)9我國聚氨酯未來發(fā)展分析我國MDI、TDI、PU的人均消費量還很低；聚氨酯是和人民生活和工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的，基本必須品。受人口、交通運輸、建筑節(jié)能和冰箱產(chǎn)業(yè)的拉動，我國聚氨酯總體增長速度為10-15%。利潤率減低，規(guī)模擴大，增長速度放緩，標(biāo)志著我國聚氨酯產(chǎn)業(yè)已將要步入發(fā)展的成熟期。

10阻燃聚氨酯的必要性聚氨酯軟泡廣泛用于家具和汽車行業(yè)，硬泡則廣泛用于建筑和設(shè)備制造行業(yè)的隔熱材料。未經(jīng)阻燃處理的聚氨酯泡沫是可燃物，氧指數(shù)在18%以下，極易被點燃和燃燒，燃燒后會產(chǎn)生大量有毒煙霧。聚氨酯材料的使用一定要達到一定的阻燃標(biāo)準(zhǔn)，各種法規(guī)的出臺大大推進了阻燃技術(shù)的發(fā)展。112.聚氨酯軟泡行業(yè)阻燃法規(guī)英國--1988年底禁止普通泡沫和高回彈泡沫用于家具制品，歐同體批準(zhǔn)此項禁令，其它歐洲國家紛紛效仿英國：現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)BS5852crib5美國：家具行業(yè)CALTB117D，汽車行業(yè)FMVSS302

德國--建立了法規(guī)限制非阻燃泡沫的生產(chǎn)及使用日本--運輸省81號文件對于客車的座、臥墊材規(guī)定都必須使用阻燃制品，氧指數(shù)大于26.5中國GB8410-2006汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性12BS5852crib5上圖為試件的安裝情形和尺寸，右圖為5#木籠的形狀13BS5852crib5測試方法1BS5852試驗聚氨酯軟泡所指定的火源是一只5#木籠（crib5）。木籠是用一種被稱為蘇格蘭松的軟木制成的。用20根橫截面為6.5mmX6.5mm的小木條由PVA膠或其它木膠粘合成如圖5中的木籠。每根小木條長40mm，每層兩根木條共10層（木條共重17克）。在木籠最底層和倒數(shù)第二層之間粘接1片40mmX40mm醫(yī)用紗布（約0.3g)。2試驗時在木籠的紗布上均勻滴加1.4ml的異丙醇，將木籠安置在兩塊相互垂直的泡沫試樣的正中間。底層木條應(yīng)與靠背的方向平行。3用適當(dāng)?shù)幕鹪矗ɑ鸩?，打火機，灼熱金屬絲等）點燃木籠底部的紗布并開始計時。記錄火焰完全熄滅的時間，然后稱取泡沫的失重。3火焰應(yīng)在600秒內(nèi)熄滅，試樣失重不允許超過60g，除垂直放置的試樣的垂直方向外，試樣在任一方向上被燃燒的范圍距木籠中心不應(yīng)超過100mm。

14美國阻燃的標(biāo)準(zhǔn)——CALTB117D

試驗時，將燃著香煙置于靠背與坐墊的交界處，使香煙能同時與靠背及坐墊接觸。經(jīng)5min后無可見燃燒現(xiàn)象時，停止試驗。連續(xù)3個試驗中，泡沫塑料的至少80%未能破壞，煙熏長度小于50mm，則通過實驗。15美國聯(lián)邦交通安全標(biāo)準(zhǔn)FMVSS302

1主要是用來評價旅行車，多用途車，卡車和公共汽車的內(nèi)飾材料。2它要求試樣尺寸為355mmX102mmX13mm。試樣數(shù)量5片。3試樣水平放置在U形托架上，用本生燈在泡沫試樣一端點燃15秒鐘，離火后當(dāng)火焰燃燒至距試樣自由端38mm處時開始計時。4要求每個試樣的火焰?zhèn)鞑ニ俣炔怀^10.2cm/min,能在60秒內(nèi)熄滅或燃燒長度不足51mm,泡沫試樣就算通過了標(biāo)準(zhǔn)。16GB8410-2006汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性17GB8410-2006材料分級判定方法如果試樣暴露在火焰中15s，熄滅火源試樣仍未燃燒，或試樣能燃燒，但火焰達到第一測量標(biāo)線之前熄滅，無燃燒距離可計，則被認為滿足燃燒速度要求，結(jié)果均記為A-0mm/min。如果從試驗計時開始，火焰在60s內(nèi)自行熄滅，且燃燒距離不大于50mm，也被認為滿足燃燒速度要求，結(jié)果記為B。如果從試驗計時開始，火焰在兩個測量標(biāo)線之間熄滅，為自熄試樣，且不滿足4.6.2項要求，則按4.5項要求進行燃燒速度的計算，結(jié)果記為C-燃燒速度實測值mm/min。果從試驗計時開始，火焰燃燒到達第二標(biāo)線，或者存在4.4.9項情況(主動結(jié)束試驗)，則按4.5項要求進行燃燒速度的計算，結(jié)果記為D-燃燒速度實測值mm/min。如果出現(xiàn)試樣在火焰引燃15s內(nèi)已經(jīng)燃燒并到達第一標(biāo)線，則認為試樣不能滿足燃燒速度的要求，結(jié)果記為E。183.聚氨酯軟泡常用的阻燃劑添加型阻燃劑1低分子量阻燃劑：磷酸酯，含鹵磷酸酯（磷酸三（2-氯乙基)酯TCEP、磷酸三氯丙酯TCPP、磷酸三(1,3-二氯異丙基)酯TDCPP）2齊聚的高分子量阻燃劑V6，V6-LS，V66等3低聚磷酸酯阻燃劑RDP，BDP等4固體阻燃劑：三聚氰胺、APP等反應(yīng)型阻燃劑1含溴反應(yīng)型阻燃劑，如多溴代醇類2含磷阻燃劑OP550，OP560等浸漬阻燃19聚氨酯軟泡對阻燃劑的要求低揮發(fā)，零VOC（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等）。低霧化低酸值，粘度適中，易溶解分散在聚醚多元醇中。熱穩(wěn)定性好，不燒芯阻燃劑對制品的物理性能影響小毒性小，燃燒時產(chǎn)生的煙霧少。20平泡生產(chǎn)工藝21垂直園泡生產(chǎn)工藝22試驗室?guī)桨l(fā)泡23聚氨酯硬泡行業(yè)阻燃標(biāo)準(zhǔn)建筑行業(yè)：GB8624—2006建筑材料及制品燃燒性能分級GB20286-2006公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識JCT998-2006噴涂聚氨酯硬泡體保溫材料

24聚氨酯硬泡成型工藝澆注發(fā)泡噴涂發(fā)泡復(fù)合板材和管道絕熱層結(jié)構(gòu)泡沫與反應(yīng)注射成型25聚氨酯硬泡成型設(shè)備26阻燃劑選擇原則與多元醇、異氰酸酯等原料有良好的相容性，在組合料中不分層、不析出。在組合聚醚中有一定程度的儲存穩(wěn)定性，不會引起反應(yīng)活性的明顯變化。加入阻燃劑不影響泡沫的成型工藝。阻燃劑還應(yīng)具備良好的熱穩(wěn)定性和持久性。對聚氨酯制品的物理性能影響小。毒性小，燃燒時產(chǎn)生的煙霧少。27聚氨酯硬泡中常用的阻燃劑添加型阻燃劑1鹵代磷酸酯阻燃劑、鹵代多聚磷酸酯2磷酸酯阻燃劑3三聚氰胺，APP等（很少使用）反應(yīng)型阻燃劑1溴代醇類2含磷多羥基化合物阻燃聚醚1含磷阻燃聚醚、含磷含氯阻燃聚醚2含鹵阻燃聚醚3含氯含銻阻燃聚醚4含磷氯銻阻燃聚醚28硬泡本質(zhì)阻燃——聚異氰脲酸酯泡沫塑料