三聚氰胺防火保温材料技术调研

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1、三聚氰胺防火保温材料技术进展木齐石化公司污水处理报告-三聚氰胺防火保温材料技术进展三聚氰胺防火保温材料技术进展1．前言随着全球能源危机爆发，节约能源成为人们日益关注的焦点。节约能源的途径主要有提高能源利用率、能源循环利用和防止能源流失等。防止能源流失主要是采用保温隔热等措施实现。因此，保温材料开发早己成为当今世界一大热门课题。自从1954年Dow在美围开始生产聚苯乙烯泡沫以及英美等围1945～1947年从德国获得聚氨酯的制造技术于1950年相继开始工业化，随之聚苯乙烯和聚氨酯泡沫塑料便成为保温材

2、料的主力军。建筑耗能占全球总能耗量的30～40%。因此建筑节能成为一个重大研究课题。建筑领域节能保温材料应用极为广泛，目前我国建筑工程领域方面外墙外保温材料主要有聚苯颗粒砂浆外墙外保温体系、聚苯板外墙外保温体系(分为EPS和XPS两大类)、聚氨酯硬质泡沫塑料喷涂外墙外保温体系三大类。由于有机类保温材料易燃的缺陷，致使其应运过程中或使用后给建筑物带来极大的安全隐患。以央视北配楼的重大火灾及上海11﹒15火灾事故为例，其直接经济损失分别达1.6和6亿元，间接经济损失无法估量。因此，研制出具有阻燃、环

3、保和节能的三聚氰胺泡沫塑料、三聚氰胺新型纤维、三聚氰胺阻燃剂等材料显得越发重要，成为现今国内科研工作者关注的焦点与热点问题。2.三聚氰胺基本介绍三聚氰胺，也称密胺，为氮系阻燃剂，化学式C3H6N6，相对分子质量126.14，理论氮体积分数66.64%。2.1三聚氰胺的物理性质三聚氰胺性状为纯白色单斜棱晶体，无味，密度1.573g/cm3(16℃)，常压熔点354℃(分解)；快速加热升华，升华温度300℃。在水中溶解度随温度升高而增大，在20℃时，约为3.3克/L，即微溶于冷水，溶于热水，极微溶于

4、热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。2.2三聚氰胺的化学性质不可燃，在常温下性质稳定。呈弱碱性，与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺盐。在中性或微碱性情况下，与甲醛缩合而成各种羟甲基三聚氰胺，但在微酸性中(pH值5.5～6.5)与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。遇强酸或强碱水溶液水解，胺基逐步被羟基取代，先生成三聚氰酸二酰胺，进一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰酸。2.3三聚氰胺的合成三聚氰胺的生产方法按原料分为双氰胺法和

5、尿素法。三聚氰胺最早被李比希使用双氰胺法于1834年合成：由电石GaC制备氰胺化钙（CaCN2），氰胺化钙水解后二聚生成双氰胺，再加热分解制备三聚氰胺。因为电石的高成本，目前双氰胺法已被淘汰。目前工业生产常用的是尿素法。通过尿素热解生成三聚氰胺，在加热和一定压力条件下，6mol尿素生成1mol三聚氰胺。同时副产3molCO2和6molHN3。2.4三聚氰胺阻燃原理以三聚氰胺为代表的氮系阻燃剂具有低毒、低烟、不产生腐蚀性气体、对环境污染较小，价格低廉、挡紫外线灯优点，占全球阻燃剂总量超过6%的三聚

6、氰胺在阻燃料料和防火工程中占有十分重要的地位。此根据燃烧的链式着火理论，要使系统不发生着火，必须使系统中的自由基增长速度小于自由基的销毁速度。经研究发现，三聚氰胺在250～380℃间可以发生以下反应：2C3H6N6NH3+C6H9N112NH3+C6H6N103NH3+C6H3N9三聚氰胺的磷酸盐受热分解，在650℃热降解接近完成，生成焦磷酸盐和聚磷酸盐并释放出水蒸气：C3H6N6﹒2H3PO4H2O+C3H6N6H4P2O72H2O+(C3H6N6HPO3)n三聚氰胺从固相吸热蒸发，生成的蒸气

7、和降解生成的小分子气态产物进入气相中。分解产生的不燃气体如NH3、CO2、H2O可以稀释空气中的氧及可燃气体的浓度。其中产生的能够与燃烧中产生的自由基分子化合，增大了自由基的气相销毁速度，导致链反应的终止。其次，三聚氰胺作为阻燃剂中的主要发泡剂，致使磷酸盐分解产生的炭层膨胀，降低燃烧局部空气内氧浓度，并且产生发泡体的微粒，自由基碰撞在微粒上而相互化合成稳定的分子，增大了自由基的固相销毁速度，致使链反应中断。3.三聚氰胺生产情况、市场应用及发展趋势国家与地区生产能力（万t/a）国家与地区生产能力（

8、万t/a）荷兰14沙特阿拉伯2美国12印度2日本12科威特1.6奥地利9罗马尼亚1.3德国8俄罗斯1法国5亚美尼亚1意大利5巴西0.8印度尼西亚5伊朗1.5波兰4.2中国大陆160中国台湾4合计252.4韩国4由于国内下游产业拉动和国际市场上的需求，我国已成为世界上三聚氰胺的生产大国，三聚氰胺生产一直保持着强劲的增长势头。2013年全球三聚氰胺生产能力约为250万吨/年，中国装置能力为160万吨/年以上，国内最大需求量不超过60万吨/年，其余产量通过出口释放。国外装置能力为92.4万吨/年，中国