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聚氨酯泡沫塑料的阻燃原理浅析

    核心提示:聚氨酯泡沫塑料一般通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性,以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。

    

聚氨酯泡沫塑料一般通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性,以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。阻燃剂必须具有以下一种或数种功能:能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质;能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质;可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。

在聚氨酯泡沫塑料中,含磷阻燃剂主要在凝聚相发挥作用,磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体,使其转化成不易燃烧的炭化物,泡沫体中磷(P)含量达1.5%左右时即可获得较佳的阻燃效果。

含卤素阻燃剂主要在气相中发挥作用,卤素是泡沫塑料燃烧反应的链终止剂,在塑料燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应。据有关资料,为使泡沫获得较满意的阻燃性能,茂密体中溴(Br)质量分数应达12%-14%,或氯(cl)质量分数达18%~20%。当磷-卤联用时,由于存在一定的协同效应,故0.5%P+(4%-5%)Br或1%P+(8%-12%)CI即可使聚氨酯泡沫具有自熄性。

典型的磷-氮阻燃体系可有聚磷酸铵和三聚氰胺等组成,在泡沫受热初期,阻燃剂分解产生磷酸等,它与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气:在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体,使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。

氢氧化铝中含有大量的结晶水(质量分数可高达34%),结晶水在泡沫塑料生产过程中很稳定,但在泡沫塑料燃烧温度时将快速分解,吸收燃烧热,并在火源和泡沫间形成不燃性的屏障,从而起到阻燃作用。同时,它也是一种烟气抑制剂。