氮磷协效阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热解特性的影响.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第4期氮磷协效阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热解特性的影响高亚萍王晓(中国人民武装警察部队学院，廊坊065000)摘要选用两组不同的氮磷协效阻燃剂配制不同磷氮比例的阻燃剂溶液，用浸渍阻燃的方法制备了阻燃软质聚氨酯(PUR)泡沫，利用热重分析仪分析不同种类和磷氮比例的阻燃剂对软质PUR泡沫热解特性的影响，找出较优阻燃剂种类及其最适磷氮比例。结果表明，利用NHHPO／(NH)：s0阻燃软质PUR泡沫时，其最佳磷氮比例为P：N：l：2。(NaPO)／(NH)SO阻燃软质PUR泡沫时，其最佳

2、磷氮比例为P：N=1：1．5。利用这两种氮磷协效阻燃剂对软质PUR泡沫阻燃时，在最佳磷氮比例下，(NaPO)／(NH)S0阻燃效果较好。关键词阻燃剂软质聚氨酯泡沫热解特性软质聚氨酯(PUR)泡沫广泛应用于家庭用品、(2)阻燃试样的制备运动器材、交通工具、医疗卫生设备、国防工程、建筑利用配制好的阻燃剂溶液对软质PUR泡沫进装饰、管道保温、商品包装等领域，其用量已经占到行浸渍阻燃处理。]，浸泡15h后沥干，放人干燥了整个PUR行业的85％，已成为当代社会生活中不箱中烘干至恒重，取出后放入干燥皿中备用，各阻燃可缺少

3、的一种合成材料。但未经阻燃处理的PUR剂对应的试样编号见表1。．泡沫是可燃物，遇火燃烧并且分解，产生大量的有毒表1阻燃剂磷氮比例及试样编号烟雾，给人员疏散和灭火带来很大困难。因此，对软项目空白样磷氮比1：0l：0．5l：l1：1．5l：21：2．5质PUR泡沫塑料进行阻燃非常必要。在软质PURNH4H2PO4／(NHPU0PUl3PU14PU15PUl6泡沫的阻燃工艺中，阻燃剂的种类和磷氮比例是影4)2SO4(NaPO3)6／PU0PU2lPU22PU23PU24PU25PU26响其阻燃效果的两大主要因素，而

4、其与PUR的热(NH4)2SO4解特性密切相关。笔者通过研究两种氮磷协效阻燃1．4性能测试剂阻燃前后软质PUR泡沫热解特性的变化，研究阻将试样剪切成细小的碎屑，各取8mg左右，放燃剂种类及磷氮比例对PUR阻燃效果的影响，找出入TG仪的加热炉中进行热解特性测试，升温速率较优阻燃剂及其最适磷氮比例，为磷氮协效阻燃剂为15℃／min，升温区间为30～600℃，天平保护性气阻燃软质PUR泡沫提供指导。体和反应性气体均为氮气，流速为30mL／min。l实验部分2结果与讨论1．1主要原材料2．1普通软质PUR泡沫热解分析

5、软质PUR泡沫：市售；图1为普通软质PUR泡沫热解的TG和DTG六偏磷酸钠[(NaPO)]、磷酸二氢铵曲线，图中dM／df为TG曲线对温度的微分，其绝(NHHPO)、硫酸铵[(NH)：SO]：化学纯，市售。对值即为失重速率。由图1可以看出，普通软质1．2主要设备、仪器PUR泡沫的热解过程由两个失重阶段组成，对应的电热鼓风干燥箱：CS10I一1E型，重庆四达实验温度区间为237～329℃和329～409．5~C。在第一仪器公司；失重阶段，PUR失重速率较慢，该阶段最大失重速热重分析(TG)仪：TGA851e型；

6、瑞士梅特勒公率为0．00658528／oC，失重率约为27．1683％。在此司。过程中有异氰酸酯、多元醇、氨和二氧化碳等气体放1．3试样制备出，异氰酸酯呈黄色烟状挥发，造成质量的损失。在(1)阻燃剂的配制第二失重阶段，PUR分解速率加快，失重率增大，该选用两种磷系阻燃剂NHHPO，(NaPO)和阶段失重率大约为48．6815％，此阶段主要是以残一种氮系阻燃剂(NH)SO，分别配制成不同磷氮渣形式存留下来的多元醇开始分解放出乙烯、乙烷、比例的磷氮协效阻燃剂溶液，溶液浓度为10％，磷氮比例见表1。收稿日期：201

7、1．03-02高亚萍，等：氮磷协效阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热解特性的影响61甲醛、丙烯、环氧乙烷、丙酮、异丙醇等造成的质量损表2不同磷氮比例的NH4H2PO4／(NH4)2s04阻燃剂阻燃PUR的热解参数失。由DTG曲线可以看出软质PUR泡沫空白试样项目失重阶段失重率／％最大吡失重舳速总∞失黍率∞／残炭量／％有两个较大的失重峰，说明普通PUR的热解过程由高i／：‘。％两个失重阶段组成，且在369．25oC出现最大失重速PbO第第一二阶阶段段247816830．0065852876．966323．03376815

8、O．O134269．率0．0134269／~C。普通PUR整个热解过程总失重PU13第一阶段26．73340．0050796769第二阶段42．966330．0337率为76．9663％，残炭量为23．0337％。．65980．O】79795Pl4第一阶段28．86240．00562542680353l965100第二阶段37．92980．O158552PU15第一阶段31．O1470．006242