基于TG-FTIR與XPS的硬質聚氨酯泡沫/膨脹石墨復合材料阻燃機理研究

劉秀玉，張 冰，張 浩，杜曉燕，唐 剛

安徽工業大學建筑工程學院，安徽 馬鞍山 243032

引 言

硬質聚氨酯泡沫作為一種新型聚合物材料，具有良好的保溫性能，由于其施工方便、保溫性能和耐腐蝕性優異，在建筑保溫領域獲得廣泛應用[1-2]。但是，由于聚氨酯泡沫的有機材質，存在極易燃燒的缺點，并在燃燒過程中伴隨著大量有毒煙氣的釋放，造成了極大的火災隱患，嚴重制約了硬質聚氨酯泡沫在建筑保溫領域的使用，因此有必要對硬質聚氨酯泡沫進行阻燃處理[3]。

目前，硬質聚氨酯泡沫的阻燃處理方法主要有本質型阻燃和添加型阻燃。本質型阻燃主要通過在多元醇分子中引入阻燃元素，從而使得制備的聚氨酯硬泡具有阻燃性能。Zhang等以蓖麻油為原料，通過與磷酸二乙酯反應合成阻燃多元醇，在此基礎上制備本質阻燃硬質聚氨酯泡沫。研究發現當磷含量為3%時，硬質聚氨酯泡沫極限氧指數達到24.3 vol%[4]。添加型阻燃是通過在發泡過程中將阻燃劑以物理添加的方式加入到聚氨酯硬泡中，使得其獲得阻燃性能。常用于硬質聚氨酯泡沫的阻燃劑有金屬氫氧化物、紅磷、聚磷酸銨、磷酸酯類等。Thirumal等將氫氧化鋁和三磷酸酯復配用于硬質聚氨酯泡沫阻燃，發現當兩者添加量分別為100份和20份時，聚氨酯硬泡極限氧指數高達29.5 vol%[5]。Luo等將PVA-三聚氰胺-甲醛樹脂微膠囊化聚磷酸銨用于硬質聚氨酯泡沫阻燃，發現微膠囊化聚磷酸銨耐水性明顯提高，聚氨酯泡沫在60 ℃條件下處理36 h極限氧指數達到25.0 vol%, 并通過UL-94 V-0級別[6]。……