聚氨酯阻燃材料在国内外发展远景

   2020-07-18 聪慧网sxxjymy90
核心提示:发表于: 2020年07月18日 04时57分26秒

    【慧聪消防网】因为聚氨酯材料优良的性能,近年来聚氨酯工业的发展很快。我国在2000年聚氨酯总产量已经超过100万吨。无论是发达国家还是发展中的国家,聚氨酯工业一直保持了高于GDP的较高增长率。聚氨酯材料和其他有机高分子材料一样,是一种可燃性较强的聚合物。特别是软酯质泡沫塑料,由于密度小,比表面积较大,绝热性能好,其燃烧问题尤为突出,自身氧指数只有14-16,极易被点燃和燃烧。而且,一旦着火,燃烧速度猛烈,不易扑灭。其燃烧过程中产生的烟雾有毒,极易造成人员窒息死亡。最近颁发的《中华人民共和国消防法》对建筑和交通部门使用的聚氨酯材料的阻燃性能做了明确的规定。

    一.现状与发展

    PU阻燃技术发展除了非卤化、抑烟化和无毒气体化趋势,具体要求已从自熄型(氧指数26)向难燃型(氧指数30)提高。

    综合各方面的资料来看,对PU材料阻燃主要有两种方法:添加法和反应型阻燃法。添加法在聚氨酯制品配方中加入含磷、氯、溴、锑、铝、硼、氮等阻燃元素的添加型阻燃剂,使制得的产品具有阻燃性能。从理论上讲,这种方法最为简便,不需要添加什么大型设备就可以按普通的生产方法进行生产。大量的实验证明,绝大多数阻燃剂都会导致泡沫塌泡、收缩或开裂,而且制得的产品的物理机械性能较差,仅有为数不多的阻燃剂可以使用,且这些阻燃剂单独添加时阻燃效果都不显著。同时,由于使用较多含溴阻燃剂,燃烧烟气毒性也较大。从目前阻燃剂的发展方向来看,主要从不含卤系等有机阻燃剂方向发展,着重于无机阻燃剂。因为无机阻燃剂燃烧的烟气毒性小,甚至没有,而且价格比有机阻燃剂便宜。

    反应型阻燃剂法在生产PU配方中加入含磷、氯、溴、硼、氮阻燃元素的多羟基化合物等反应型阻燃剂,或在生产PU主要原料——聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯分子中引入阻燃元素,使制得的PU材料分子中含有阻燃元素,从而获得阻燃性能。此种方法虽然具有阻燃性能持久性好、对物理机械性能影响较小等优点,但在聚醚多元醇、聚酯多元醇或异氰酸酯中引入阻燃元素的反应需要专用设备,生产过程较复杂。而用阻燃聚醚多元醇或异氰酸酯,原料不易购买。

    二.研究概况

    PU材料的火灾危险性在国外早已引起很多国家的关注,对PU软质泡沫塑料都已提出了阻燃的要求,并制定颁布了FMVSS-302标准和加利福尼亚州的家具燃烧试验标准CAL.117,限制非阻燃泡沫的生产和使用,到1978年,使用的泡沫几乎都为阻燃型产品。英国要求用于家具和床垫的泡沫都必须阻燃,1988年底宣布禁止不阻燃的普通泡沫和高回弹泡沫用于家具制品。西欧共同体己批准此项禁令,其它欧洲国家也纷纷效仿。德国也建立了相应法规限制非阻燃泡沫的生产及使用。日本运输省81号文件对于客车的座、卧垫材规定都必须使用阻燃制品,要求氧指数26.5。国外PU软质泡沫塑料阻燃技术受到了较为普遍的重视,许多国家都投入了大量人力、物力进行研究开发工作。国外过去的研究工作主要偏重于添加法阻燃技术,开发生产了大量的阻燃PU软质泡沫塑料应用于各种领域。但由于受发泡工艺的限制,为了尽量少改变泡沫本身的性能,阻燃剂添加量有限,生产的阻燃PU软质泡沫塑料阻燃水平也并不很高,一般为自熄型产品,氧指数为26,很少见到有PU软质泡沫塑料氧指数高于26的报道。

 
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