聚氨酯—可膨胀石墨—氢氧化铝复合材料阻燃性能研究

发布时间：2020-08-03 07:06

【摘要】：本项研究采用向聚氨酯泡沫材料中添加原位制备的纳米氢氧化铝、三聚氰胺甲醛树脂包覆可膨胀石墨等有机、无机阻燃剂的方法提高了材料的阻燃性能,主要开展了纳米氢氧化铝在多元醇中的原位制备、微胶囊包覆可膨胀石墨以及聚氨酯阻燃机理研究的工作,提出了纳米氢氧化铝在多元醇中原位制备新工艺,发现了可膨胀石墨与氢氧化铝协同阻燃的显著作用,创新了聚氨酯泡沫复合材料的阻燃机理。1)采用溶胶凝胶法制备了纳米氢氧化铝粒子,考察了尿素与硝酸铝摩尔比、反应温度、反应时间、反应物浓度和分散剂等因素对生成的纳米氢氧化铝粒子尺寸的影响,最终在多元醇中制备了纳米尺寸的氢氧化铝。原位制备的纳米氢氧化铝不仅可以提高聚氨酯泡沫材料的阻燃性能,而且在聚氨酯成型过程中起到异相成核作用,降低泡孔尺寸,提高泡孔密度,从而提高聚氨酯泡沫材料的热稳定性和尺寸稳定性。2)设计并合成了三聚氰胺甲醛树脂与氢氧化铝杂化材料包覆的可膨胀石墨,用红外光谱、热失重分析、扫描电镜观察对粒子进行表征,发现可膨胀石墨被成功包覆后,无机粒子的热失重温度提高了50℃。向聚氨酯中添加微胶囊包覆的可膨胀石墨,聚氨酯泡沫材料的阻燃性能提高,而且材料燃烧过程中生成的烟密度降低。3)发现原位制备的氢氧化铝与可膨胀石墨协同阻燃作用,显著提高了聚氨酯泡沫保温材料的阻燃性能,复合材料的极限氧指数最高达到92.8%,通过分析材料的降解和燃烧行为,发现氢氧化铝和可膨胀石墨协同作用可以加速材料降解,快速生成绒毛状炭,提高了炭层的致密度和厚度,起到更好的隔氧和隔热作用,从而降低了材料热释放速率,抑制了复合材料的燃烧与火焰的蔓延,创新了聚氨酯材料的阻燃理论。本项研究工作为高阻燃聚氨酯泡沫材料的功能化和性能优化提供了新的技术路线,提出了一种改进高分子复合材料阻燃性能的新方法。该研究成果可形成制备高阻燃聚氨酯泡沫材料关键技术,在建筑防火保温节能、工业节能等领域具有广泛的应用开发前景。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ328.3;TB332

【参考文献】

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1 李江,潘裕柏,陈志刚,郭景坤;湿化学法制备α-Al_2O_3纳米粉[J];硅酸盐通报;2003年01期

2 潘杰;杜芳林;侯保荣;;聚乙烯吡咯烷酮对氢氧化镁形貌和分散性的影响[J];功能材料;2013年20期

3 张鹏远,公延明,陈建峰;超重力碳分制备纳米氢氧化铝[J];华北工学院学报;2002年04期

4 邹海魁;邵磊;陈建峰;;超重力技术进展——从实验室到工业化[J];化工学报;2006年08期

5 张立新,刘有智;超重力场中合成超细Al(OH)_3的粒度控制研究[J];化学工程师;2001年02期

6 闫格,王娟,魏秀琴,刘彦军,邓欣荣;建筑用高阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的研制[J];聚氨酯工业;2003年02期

7 常致成;微胶囊技术开发应用进展[J];精细与专用化学品;1999年17期

8 刘益军,柏松;聚氨酯泡沫塑料的阻燃[J];塑料工业;2003年10期

9 李友凤;易守军;叶红齐;刘辉;;纳米改性氢氧化铝包覆红磷稳定性的研究[J];无机盐工业;2010年11期

10 吴健松,李海民;无机盐超细粉体制备技术的回顾与展望[J];盐湖研究;2004年03期

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1 章玲英;纳米氢氧化铝粉体的制备及工艺优化[D];浙江大学;2006年

本文编号：2779283