聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术的研究进展

何志远

摘 要：随着经济的发展和科学技术的进步，对于新材料的研究深入程度越来越高。目前，我国正在积极的进行节能环保型经济的发展，所以对于材料的节能型要求在不断的提升。聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯材料的主要产品之一，此产品的质量较轻、导热性弱、比强度大，而且具有防震、隔音以及耐化学性等突出的优点，所以在目前的交通运输、家电以及生活用品等方面得到了显著的应用。目前，此种材料在我国的需求度不断的提升，而且应用范围也在不断的扩大。从此材料的研究分析来看，虽然其优势明显，但是在燃烧的过程中释放的有毒气体较多，所以应用受到了限制。为了推广其应用，积极的分析聚氨酯泡沫塑料的无卤阻燃技术意义显著。

关键词：聚氨酯泡沫塑料；无卤阻燃技术；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.019

聚氨酯泡沫塑料在目前的社会生活中有着重要的应用，对于现阶段的材料利用结构更新和改善发挥了重要的作用，但是其在燃烧过程中产生的大量有毒气体影响了人们对其的接受程度，所以此材料的进一步推广受到了严重的限制。为了提升其社会利用价值，利用无卤阻燃技术进行聚氨酯泡沫的制成改造，这样可以有效的将其燃烧中产生的有毒气体进行抑制或者消除。通过此方面的措施，聚氨酯泡沫塑料的缺陷会得到逐渐的改变，其在社会中的推广度和利用价值都会得到提升。

1 聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术

1.1 反应型阻燃剂

在聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术利用中，反应型阻燃剂是重要的利用。所谓的反应型阻燃剂主要指的是在聚合物骨架中引入具有阻燃作用的元素或者是化合物，这样，基体结构中就会含有阻燃的成分。而这些阻燃的成分就可以成功的抑制聚氨酯泡沫塑料的燃烧。从现实利用的效果来看，反应型阻燃剂的阻燃作用发挥较为持久，而且具有非常良好的稳定性，并且这种阻燃剂可以有效的减少对材料自身性能的影响，所以说此种阻燃剂具有较高的利用价值。就反应型阻燃剂的配置来讲，在其中加入的元素通常是磷、硅或者氮。就反应型阻燃剂的实施原理来看，主要是通过元素和机体本身的反应使得燃烧中的有害物质减少，这样，即使在燃烧的过程中，聚氨酯材料的有害性也会降低。

1.2 添加型阻燃剂

在聚氨酯无卤阻燃技术的利用中，使用到的另一种阻燃剂是添加型阻燃剂。此种阻燃剂的构成分为两部分，第一部分是材料基体，即聚氨酯基本成分。第二種是用于添加的阻燃元素以及化合物，而从目前的情况来看，添加物主要包括了碳、旅、硼、卤素等。因为添加元素的不同，所以此种阻燃剂又有有机和无机的区别。有机添加型的阻燃剂主要指的是在其中添加了磷、氮、硅等形成的阻燃剂，而无机添加型的阻燃剂主要指的是在基体中添加无机物形成的阻燃剂，从实践中来看，无机添加型阻燃剂常用的添加物是磷酸盐、硼酸盐、氢氧化铝等。就两种阻燃剂而言，无机添加型阻燃剂相比有机添加型阻燃剂更具优势。因为无机添加型的阻燃剂不仅不容易挥发、具有较高的热稳定性，而且工艺简单，成本较低。

1.3 膨胀型阻燃剂

在聚氨酯无卤阻燃技术的利用中，最新型的阻燃剂利用便是膨胀型阻燃剂。此种阻燃剂在目前社会中的迅速发展和利用主要得益于两方面的条件：第一是卤素阻燃剂的环境问题研究有了不断的深入，第二是阻燃剂新法则在社会中进行了颁布。在这两方面条件的作用下，膨胀型阻燃剂作为具有较高环保价值的无卤阻燃剂得到了广泛的应用。就此种阻燃剂的作用原理来看，其主要是根据不同组分之间的化学反应和物理过程在聚合物的表面形成具有隔热、隔氧和抑制作用碳质泡沫碳层，利用碳层的作用对聚合物形成保护作用，从而达到阻燃的效果。从实际应用的效果分析来看，膨胀型阻燃剂有着两方面的优势：第一是此种阻燃剂的阻燃效率较高，第二是此种阻燃剂作用发挥的时候低烟无毒，也不会产生腐蚀性的气体。从这两方面的因素分析来看，此种阻燃剂的环境友好型特点突出。

2 可膨胀石墨阻燃分析

2.1 阻燃原理

可膨胀石墨是现阶段利用无卤阻燃技术利用中一种较为新型的阻燃剂。这种阻燃剂主要是利用化学和物理的方法将插层剂插入到了石墨层间的具有碳六角网络平面结构当中，由此形成的晶体化合物。在实际利用中，此种阻燃剂的原理表现为：当晶体化合物受热的时候，层间的插入物质会因为受热的缘故分解或者气化，从而产生大量的膨胀热，因为膨胀热远远的大于了石墨空间的范德华力，所以片层会被气流胀升，这样，石墨间的距离便有了进一步的扩大，由此就形成了“蠕虫状”的膨胀石墨。膨胀石墨较大的比表面积和较低的密度特点使其具有了较强的耐压性、柔韧性和可塑性，抗腐蚀性和抗氧化性以及抵抗高低温的能力也较强，所以阻燃的效果较好。

2.2 利用缺陷

在研究深入的情况下发现，虽然膨胀石墨作为新型的阻燃剂具有较大的优势，但是其也有一些客观存在的缺陷。比如说膨胀石墨的片层结构之间存在着很大的间隙，所以将其添加到聚合物当中的时候，膨胀石墨和机体之间的相容性会比较差，这就会导致复合材料力学性能的下降。无卤阻燃技术的研究目的是要在不改变复合材料性能特点的基础上提升其阻燃的效果，而膨胀石墨虽然具有较好的阻燃效果，同时也具备很好的环境效应，但是其结构的固有缺陷造成的力学性能下降却不容忽视。为此，强化膨胀石墨的进一步结构分析研究意义重大。

3 结束语

聚氨酯泡沫塑料作为一种重要的新型材料在目前的社会生活中有着广泛的应用，但是从具体的利用效果来看，此种材料在燃烧的时候会产生较大的危害，所以为了强化其应用价值的提升，积极的探讨聚氨酯材料的无卤阻燃技术，目的就是要降低我应用危害。

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