基于环三磷腈_磷酸酯反应型阻燃剂的合成及其在硬质聚氨酯泡沫中的应用

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1、学号：12101304常州大学硕士学位论文基于环三磷腈/磷酸酯反应型阻燃剂的合成及其在硬质聚氨酯泡沫中的应用研究生胡文田指导教师李锦春杨荣学科、专业名称材料学研究方向阻燃剂合成及应用2015年4月TheSynthesisofhexakis(4-diethylphosphatehy-droxymethylphenoxy)cyclotriphosphazeneandit'sApplicationinRigidPolyurethaneFoamADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByXXX(MaterialsS

2、cience)DissertationSupervisor:Prof.LiJing-chunApril，2014常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文

3、工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要硬质聚氨酯泡沫塑料具有强度高、重量轻、隔热效果好、施工方便等特点，在国内外已广泛用于石油化工，冷藏设备，运输设备，建筑物等保温隔热材料。然而聚氨酯硬泡较低的氧指数（LO

4、I<19%），极易燃烧的特性极大地限制了其应用。以六氯环三磷腈（HCCP）、对羟基苯甲醛、亚磷酸二乙酯等为原料，成功合成了六（4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基）环三磷腈（HPHPCP）反应型单分子磷-氮膨胀型阻燃剂，并用作聚氨酯硬泡的阻燃剂。分别考察了HPHPCP以及HPHPCP与膨胀石墨（EG）复配物对聚氨酯硬质泡沫材料物理性能及阻燃性能的影响，并研究了EG与HPHPCP的协效阻燃作用，结果表明：1、以四氢呋喃为溶剂，无水碳酸钾为缚酸剂，当对羟基苯甲醛与六氯环三磷腈摩尔比为7.3:1，反应时间为24h时，中间体六（醛基苯氧基）环三磷腈（HAPCP）收率最高

5、，为93.6%。以四氢呋喃为溶剂，三乙胺为催化剂，当HAPCP与亚磷酸二乙酯摩尔比为8:1，反应时间为24h，三乙胺用量为0.5wt%（占HAPCP质量）时，131HPHPCP收率最高，为96.8%。利用FT-IR、HNMR和PNMR分别对中间体HAPCP和目标产物HPHPCP的化学结构进行了表征。中间体HAPCP和目标产物HPHPCP热重分析表明，二者均具有较高的热稳定性及成炭性，在氮气氛围下，HAPCP的起始分解温度为316℃，800℃时残炭量达到76.3wt%；HPHPCP的起始分解温度为162.7℃，800°C时残炭量达到42wt%。2、反应型

6、阻燃剂HPHPCP对聚氨酯硬质泡沫具有较好的阻燃作用，当其添加量为25wt%时，阻燃泡沫的极限氧指数为25%；添加量为10wt%时，水平燃烧已经达到HF-1级（离火自熄），添加量为20wt%分时，垂直燃烧等级达到V-1级。热重分析表明，HPHPCP用量由0%增大到25%质量分时，阻燃泡沫的起始分解温度提高了10-30℃，最大失重速率由7wt%/℃下降到4wt%/℃，800℃时残炭33量由9.8wt%提高到38.3wt%；密度由36.8kg/m增大到48.2kg/m，2压缩强度呈现先增大后减小趋势，其导热系数由0.0257W/(m·k)增2大到0.030

7、3W/(m·k)。3、以膨胀石墨（EG）为阻燃协效剂，并按照一定的质量比与HPHPCP进行复配，考察了复配型阻燃剂为25wt%时，EG的添加量对聚氨酯硬质泡沫的性能的影响。结果表明：当HPHPCP/EG复配阻燃体系中EG添加量从5wt%增加到10wt%时，阻燃泡沫的密33度从50.4kg/m增加到52.6kg/m；压缩强度和导热系数都呈现先上升后下降的趋势，且在EG添加量为8wt%时，压缩强度和导热系2数都达到最大值，分别为340.9kPa和0.0352W/(m·k)。热重分析表明，当复配体系中EG含量由5wt%增大到10wt时，阻燃硬泡的初始分解温度

8、（T-5wt%）、最大失重速率温度（Tmax）逐渐提高，800℃时残炭量由16.9wt%增大到