無鹵阻燃劑的合成及其在硬質聚氨酯泡沫塑料中的應用.pdf

1、硬質聚氨酯泡沫塑料(RPUF)因其優(yōu)良的性能被廣泛應用于建筑、管道、冷藏等領域。但是RPUF的易燃性給人們的生命和財產(chǎn)安全構成了極大的威脅，很大程度的限制了其廣泛應用。因此，對RPUF進行阻燃處理具有極其重要的意義。目前常用于阻燃RPUF的鹵系阻燃劑具有阻燃效率高的優(yōu)點，但其存在潛在毒性和環(huán)境問題，且燃燒過程中會產(chǎn)生有毒有害氣體，因此，無鹵化已成為近年來阻燃RPUF的必然趨勢。
　　本文以亞磷酸二甲酯、四氯化碳、二乙胺、正丁胺、環(huán)

2、己胺為原料，合成了不同結構的磷酰胺類阻燃劑二甲基-N，N-二乙基磷酰胺(DMDEPR)、二甲基-N-丁基膦酰胺(DMBPR)和二甲基-N-環(huán)己基磷酰胺(DMCHPR)。通過紅外光譜、核磁共振氫譜、質譜和熱重表征了它們的結構及熱性能?？疾炝怂鼈儗PUF泡孔結構、力學性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能的影響，并對阻燃機理進行了探究。研究表明，它們和RPUF相容性較好，對力學性能影響不大。三種磷酰胺類阻燃劑對RPUF的熱穩(wěn)定性和阻燃性均有提高，效果均

3、優(yōu)于商用阻燃劑磷酸三(2-氯丙基)酯，其中具有叔酰胺結構的DMDEPR阻燃的RPUF熱穩(wěn)定性最好，阻燃效果也最佳，700℃時，10％DMDEPR/RPUF的殘?zhí)苛窟_25.2%，20%DMDEPR/RPUF氧指數(shù)達23.4%，水平燃燒速率為101.4mm/min。質譜、熱重和場發(fā)射掃描電鏡分析表明，三種磷酰胺類阻燃劑兼具凝聚相和氣相阻燃機理。
　　以3-氨丙基三乙氧基硅烷、亞磷酸二甲酯、四氯化碳為原料進一步引入硅元素，制備新型含硅、

4、磷、氮三種阻燃元素的阻燃劑二甲基-N-(三乙氧基-硅丙基)磷酰胺(DMTPR)，通過對紅外光譜、核磁共振氫譜和磷譜對其結構進行了表征，熱重分析表明其具有優(yōu)良的成炭性能。考察了DMTPR對RPUF泡孔結構、力學性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能的影響，并探究其阻燃機理，研究表明，DMTPR的加入破壞了泡孔結構，隨著DMTPR添加量的增加，DMTPR阻燃RPUF的壓縮強度逐漸下降。20%DMTPR/RPUF表現(xiàn)出優(yōu)良的成炭性能，700℃時的殘?zhí)苛窟_3

5、0.0%，20%DMTPR/RPUF的氧指數(shù)達到24.9%，水平燃燒等級達到HB75級。熱重和場發(fā)射掃描電鏡分析表明，20%DMTPR/RPUF燃燒后生成的致密炭層具有了隔熱隔氣的作用，有利于提高RPUF的阻燃性能。
　　從有機-無機協(xié)效阻燃出發(fā)，以阻燃劑DMTPR作為有機改性劑來制備改性蒙脫土(D-MMT)，利用紅外光譜、X-射線衍射和熱重表征了其結構，改性后的蒙脫土層間距增大，DMTPR的接枝率為11.9%?？疾炝薉-MMT對

6、RPUF泡孔結構、力學性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能的影響，并探究其阻燃機理。結果表明，D-MMT對泡孔起到增強的作用，因此泡沫的壓縮強度得以提升。D-MMT能賦予RPUF良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性能，當質量損失為50%時，20%D-MMT/RPUF對應的溫度為391.8℃，較空白RPUF高43.7℃，10%D-MMT/RPUF的阻燃效果優(yōu)于20%MMT/RPUF。熱重和場發(fā)射掃描電鏡結果發(fā)現(xiàn)，D-MMT是通過有機阻燃劑和無機阻燃劑的協(xié)同阻燃作用