阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能

发布时间：2017-03-22 04:08

  本文关键词：阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前我国约三分之一的社会总能耗消耗在建筑行业。随着城市化的推进和产业结构的调整，建筑行业最终会超越工业、交通等其他行业而跃居社会总能耗的第一位。因此，建筑节能的研究具有重要的意义。硬质聚氨酯泡沫塑料（RPUF）因其优异的隔热保温性能被广泛应用于建筑保温领域，但由于RPUF极易燃烧，且燃烧过程中产生大量有毒烟雾，从而限制了RPUF的推广应用。因此，研究开发新型环保阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料有着非常重要的现实意义。 本文采用偏光显微镜、扫描电镜、力学性能测试、水平垂直燃烧、氧指数、锥形量热和热稳定性分析等分析手段，，研究了三种不同阻燃体系（UC、DMMP/UC、DMMP/EG）对RPUF结构和性能的影响，并探讨了它们的阻燃机理，得出以下主要结论： （1）尿素（UC）的加入加快了RPUF的发泡反应速度，使得泡沫的泡孔结构变差，压缩强度降低，且随着添加量的增加，这种趋势增强。UC只能轻微改善RPUF的阻燃性能，但UC的加入能显著提高其抑烟性能和800℃下的残炭率，且随着UC添加量的增加，抑烟效果增强，泡沫后期的热稳定性提高。从阻燃抑烟效果来看，UC是一种以气相阻燃为主，凝聚相阻燃为辅的氮系阻燃剂。 （2）甲基膦酸二甲酯（DMMP）和UC复配填充RPUF时，存在多方面的协同效应。当DMMP/UC质量比为10:30时，复合材料的泡孔结构最好，压缩强度最高，点燃时间最长，热释放速率峰值、总热释放量都达到最小值，此时两者的协同效应最佳；而氧指数则在DMMP/UC质量比为30:10时达到最大。DMMP和UC在抑烟和提高泡沫热稳定性方面不存在协同作用，但DMMP/UC的加入能显著提高泡沫残炭率。DMMP/UC是一种有着气相和凝聚相双相协同阻燃机理的复合阻燃剂。 （3）DMMP和可膨胀石墨（EG）在阻燃RPUF方面存在明显的协同作用，当DMMP/EG的质量比为10:30时，两者的协同效应最好，RPUF的极限氧指数最高，点燃时间最长，热释放速率峰值、烟释放速率、总烟释放量都达到最小值。而在改善泡孔结构，提高复合材料压缩强度和热稳定性上，两者几乎没有协同作用。DMMP的加入增加了EG“蠕虫状”膨胀炭层的致密性和强度，从而显著提高复合材料的阻燃抑烟性能；DMMP分解产生的PO·和PO2·还能发挥气相阻燃作用，使得DMMP/EG成为一种以凝聚相阻燃为主，气相阻燃为辅的复合阻燃剂。
【关键词】：硬质聚氨酯泡沫塑料 阻燃性能 复配阻燃剂 协同效应
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ328.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 硬质聚氨酯泡沫塑料的概述12-15
• 1.2.1 硬质聚氨酯泡沫塑料的原料组分及其作用12-13
• 1.2.2 硬质聚氨酯泡沫塑料的基本反应13-14
• 1.2.3 硬质聚氨酯泡沫塑料的成泡原理14-15
• 1.2.4 硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法15
• 1.3 硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑保温领域的应用15-17
• 1.3.1 硬质聚氨酯泡沫塑料作为建筑保温材料的优势15-16
• 1.3.2 硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑保温领域的应用现状16-17
• 1.4 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃研究进展17-24
• 1.4.1 硬质聚氨酯泡沫塑料的燃烧热降解过程17
• 1.4.2 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃机理17-18
• 1.4.3 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃方法18-24
• 1.5 硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃发展方向24-25
• 1.6 本课题的意义、主要内容及创新点25-27
• 1.6.1 本课题的目的与意义25-26
• 1.6.2 本课题的主要研究内容26
• 1.6.3 本课题的创新之处26-27
• 第二章 硬质聚氨酯泡沫塑料/尿素复合材料的制备与性能研究27-46
• 2.1 实验部分27-30
• 2.1.1 实验原料27-28
• 2.1.2 实验设备28
• 2.1.3 硬质聚氨酯泡沫塑料/尿素复合材料的制备28-29
• 2.1.4 分析表征29-30
• 2.2 结果与讨论30-45
• 2.2.1 尿素对 RPUF 发泡工艺的影响30-31
• 2.2.2 尿素阻燃 RPUF 的红外光谱分析31-32
• 2.2.3 尿素对 RPUF 泡孔结构的影响32-34
• 2.2.4 尿素对 RPUF 力学性能的影响34-35
• 2.2.5 尿素对 RPUF 阻燃性能的影响35-41
• 2.2.6 尿素对 RPUF 热稳定性的影响41-43
• 2.2.7 阻燃机理分析43-45
• 2.3 本章小结45-46
• 第三章 甲基膦酸二甲酯和尿素协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究46-62
• 3.1 实验部分46-47
• 3.1.1 实验原料46
• 3.1.2 实验设备46
• 3.1.3 样品的制备46
• 3.1.4 分析表征46-47
• 3.2 结果与讨论47-60
• 3.2.1 DMMP/UC 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料泡孔结构的影响47-50
• 3.2.2 DMMP/UC 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响50-51
• 3.2.3 DMMP/UC 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响51-56
• 3.2.4 热稳定性分析56-59
• 3.2.5 阻燃机理分析59-60
• 3.3 本章小结60-62
• 第四章 甲基膦酸二甲酯和可膨胀石墨协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究62-78
• 4.1 实验部分62-63
• 4.1.1 实验原料62
• 4.1.2 实验设备62
• 4.1.3 样品的制备62-63
• 4.1.4 分析表征63
• 4.2 结果与讨论63-76
• 4.2.1 DMMP/EG 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料泡孔结构的影响63-66
• 4.2.2 DMMP/EG 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响66-67
• 4.2.3 DMMP/EG 质量比对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响67-73
• 4.2.4 热性能分析73-75
• 4.2.5 阻燃机理分析75-76
• 4.3 本章小结76-78
• 结论78-79
• 参考文献79-87
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果87-88
• 致谢88-89
• 附件89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王锦成,陈月辉;新型聚氨酯防火涂料的阻燃机理[J];高分子材料科学与工程;2004年04期

2 袁开军;江治;李疏芬;周允基;;聚氨酯的阻燃性机理研究进展[J];高分子材料科学与工程;2006年05期

3 高明;王涛;吴发超;李桂芬;杨荣杰;;氨基树脂型膨胀阻燃剂处理软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能[J];高分子材料科学与工程;2009年01期

4 董金路;曹宏斌;张懿;;可膨胀石墨阻燃水发泡聚氨酯泡沫塑料的制备[J];高分子材料科学与工程;2009年06期

5 彭懋;;EFFECT OF SURFACE MODIFICATION OF MONTMORILLONITE ON THE PROPERTIES OF RIGID POLYURETHANE FOAM COMPOSITES[J];Chinese Journal of Polymer Science;2010年04期

6 许冬梅;郝建薇;刘国胜;谢松明;;膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料热降解及燃烧产烟研究[J];高分子学报;2013年07期

7 张晓光;王列平;宁斌科;薛超;苏天铎;;聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术的研究进展[J];化工进展;2012年07期

8 周成飞,郭建梅,翟彤;聚(氨酯-酰亚胺)泡沫材料的研究[J];化工新型材料;2005年11期

9 刘洋;张鹏;;浅析硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑保温中的应用及推广[J];黑龙江科技信息;2008年29期

10 邹德荣,王维明,王宏,刘桂生,孙美;低烟聚醚聚氨酯弹性体材料研究[J];聚氨酯工业;2001年02期

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本文编号：260833