阻燃聚氨酯材料简介.ppt

阻燃聚氨酯材料阻燃聚氨酯材料主要内容¡聚氨酯材料简介¡软质泡沫塑料常用阻燃性能测试方法¡软质泡沫塑料常用阻燃剂¡硬质泡沫塑料常用阻燃性能测试方法¡硬质泡沫塑料常用阻燃剂¡聚氨酯材料展望聚氨酯材料的发现¡聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团（—NHCOO—）的大分子化合物的统称它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成¡1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯¡英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化¡日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术¡20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近10多年发展较快¡目前世界聚氨酯总产量已经超过1500万t，已占据合成材料第6位聚氨酯的特性¡通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品¡聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等¡广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。

聚氨酯的分类¡聚氨酯根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类¡根据用途分，可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等国内MDI生产、消费情况20062007MMDI 消费量消费量23.425.3PMDI 消费量消费量39.846.4总计，万吨总计，万吨63.271.7年均增长率，年均增长率，%24.013.4MDI产量，万产量，万吨吨/40产能，万吨产能，万吨/年年消费量，万吨消费量，万吨/年年消费年均消费年均增长率，增长率，%主要原材料生产、消费情况未来五年规划增加未来五年规划增加产能产能183万吨万吨国内TDI生产、消费情况消费年均增长率，消费年均增长率，%产能，万吨产能，万吨/年年消费量，万吨消费量，万吨/年年20062007TDI消费量，万消费量，万吨吨37.339.6年均增长率，年均增长率，%8.15.4TDI产量，万吨产量，万吨15.221.9主要原材料生产、消费情况未来五年规划增加未来五年规划增加产能产能98万吨万吨国内聚氨酯产品消费结构其中，含溶剂聚氨酯产品约为其中，含溶剂聚氨酯产品约为220万吨，万吨，含溶剂约含溶剂约154万吨。

万吨2007年与年与2006年相比，年相比，聚氨酯消费量增加聚氨酯消费量增加13.9%2001年到年到2007年间，年间，年均增长率为年均增长率为24.9%国内聚氨酯产品消费结构我国聚氨酯未来发展分析¡我国MDI、TDI、PU的人均消费量还很低；¡聚氨酯是和人民生活和工业生产密切相关的，基本必须品¡受人口、交通运输、建筑节能和冰箱产业的拉动，我国聚氨酯总体增长速度为10-15%¡利润率减低，规模扩大，增长速度放缓，标志着我国聚氨酯产业已将要步入发展的成熟期 阻燃聚氨酯的必要性¡聚氨酯软泡广泛用于家具和汽车行业，硬泡则广泛用于建筑和设备制造行业的隔热材料¡未经阻燃处理的聚氨酯泡沫是可燃物，氧指数在18%以下，极易被点燃和燃烧，燃烧后会产生大量有毒烟雾¡聚氨酯材料的使用一定要达到一定的阻燃标准，各种法规的出台大大推进了阻燃技术的发展2.聚氨酯软泡行业阻燃法规¡英国--1988年底禁止普通泡沫和高回弹泡沫用于家具制品，欧同体批准此项禁令，其它欧洲国家纷纷效仿¡英国：现行标准BS5852 crib 5 ¡美国：家具行业CAL TB 117D，汽车行业FMVSS 302 ¡德国--建立了法规限制非阻燃泡沫的生产及使用¡日本--运输省81号文件对于客车的座、卧垫材规定都必须使用阻燃制品，氧指数大于26.5¡中国GB 8410-2006 汽车内饰材料的燃烧特性BS5852 crib 5上图为试件的安装情形和尺寸，右图为上图为试件的安装情形和尺寸，右图为上图为试件的安装情形和尺寸，右图为上图为试件的安装情形和尺寸，右图为5#5#木笼的形状木笼的形状木笼的形状木笼的形状BS5852 crib 5测试方法测试方法1 1 BS5852 BS5852 BS5852 BS5852 试验聚氨酯软泡所指定的火源是一只试验聚氨酯软泡所指定的火源是一只试验聚氨酯软泡所指定的火源是一只试验聚氨酯软泡所指定的火源是一只5#5#5#5#木笼（木笼（木笼（木笼（crib 5crib 5crib 5crib 5）。

木笼是用一种被称为苏格兰松的软木制成的用木笼是用一种被称为苏格兰松的软木制成的用木笼是用一种被称为苏格兰松的软木制成的用木笼是用一种被称为苏格兰松的软木制成的用20202020根横截面为根横截面为根横截面为根横截面为6.5 6.5 6.5 6.5 mm X6.5mmmm X6.5mmmm X6.5mmmm X6.5mm的小木条由的小木条由的小木条由的小木条由PVAPVAPVAPVA胶或其它木胶粘合成如图胶或其它木胶粘合成如图胶或其它木胶粘合成如图胶或其它木胶粘合成如图5 5 5 5中的木笼每中的木笼每中的木笼每中的木笼每根小木条长根小木条长根小木条长根小木条长40mm40mm40mm40mm，每层两根木条共，每层两根木条共，每层两根木条共，每层两根木条共10101010层（木条共重层（木条共重层（木条共重层（木条共重17171717克）在木克）在木克）在木克）在木笼最底层和倒数第二层之间粘接笼最底层和倒数第二层之间粘接笼最底层和倒数第二层之间粘接笼最底层和倒数第二层之间粘接1 1 1 1片片片片40mmX40mm40mmX40mm40mmX40mm40mmX40mm医用纱布（约医用纱布（约医用纱布（约医用纱布（约0.3g)0.3g)0.3g)0.3g)。

2 2 2 2 试验时在木笼的纱布上均匀滴加试验时在木笼的纱布上均匀滴加试验时在木笼的纱布上均匀滴加试验时在木笼的纱布上均匀滴加1.4ml1.4ml1.4ml1.4ml的异丙醇，将木笼安置在的异丙醇，将木笼安置在的异丙醇，将木笼安置在的异丙醇，将木笼安置在两块相互垂直的泡沫试样的正中间底层木条应与靠背的方向平两块相互垂直的泡沫试样的正中间底层木条应与靠背的方向平两块相互垂直的泡沫试样的正中间底层木条应与靠背的方向平两块相互垂直的泡沫试样的正中间底层木条应与靠背的方向平行3 3 3 3 用适当的火源（火柴，打火机，灼热金属丝等）点燃木笼底部用适当的火源（火柴，打火机，灼热金属丝等）点燃木笼底部用适当的火源（火柴，打火机，灼热金属丝等）点燃木笼底部用适当的火源（火柴，打火机，灼热金属丝等）点燃木笼底部的纱布并开始计时记录火焰完全熄灭的时间，然后称取泡沫的的纱布并开始计时记录火焰完全熄灭的时间，然后称取泡沫的的纱布并开始计时记录火焰完全熄灭的时间，然后称取泡沫的的纱布并开始计时记录火焰完全熄灭的时间，然后称取泡沫的失重3 3 3 3 火焰应在火焰应在火焰应在火焰应在600600600600秒内熄灭，试样失重不允许超过秒内熄灭，试样失重不允许超过秒内熄灭，试样失重不允许超过秒内熄灭，试样失重不允许超过60g60g60g60g，除垂直放置，除垂直放置，除垂直放置，除垂直放置的试样的垂直方向外，试样在任一方向上被燃烧的范围距木笼中的试样的垂直方向外，试样在任一方向上被燃烧的范围距木笼中的试样的垂直方向外，试样在任一方向上被燃烧的范围距木笼中的试样的垂直方向外，试样在任一方向上被燃烧的范围距木笼中心不应超过心不应超过心不应超过心不应超过100mm100mm100mm100mm。

美国阻燃的标准美国阻燃的标准——CAL TB117D 试验时，将燃着香烟置于靠背与坐垫的交界处，试验时，将燃着香烟置于靠背与坐垫的交界处，试验时，将燃着香烟置于靠背与坐垫的交界处，试验时，将燃着香烟置于靠背与坐垫的交界处，使香烟能同时与靠背及坐垫接触经使香烟能同时与靠背及坐垫接触经使香烟能同时与靠背及坐垫接触经使香烟能同时与靠背及坐垫接触经5min5min5min5min后无可后无可后无可后无可见燃烧现象时，停止试验连续见燃烧现象时，停止试验连续见燃烧现象时，停止试验连续见燃烧现象时，停止试验连续3 3 3 3个试验中，泡沫个试验中，泡沫个试验中，泡沫个试验中，泡沫塑料的至少塑料的至少塑料的至少塑料的至少80%80%80%80%未能破坏，烟熏长度小于未能破坏，烟熏长度小于未能破坏，烟熏长度小于未能破坏，烟熏长度小于50mm50mm50mm50mm，则，则，则，则通过实验通过实验通过实验通过实验美国联邦交通安全标准美国联邦交通安全标准FMVSS 302 1 1 主要是用来评价旅行车，多用途车，卡车和公共汽车的内饰材料主要是用来评价旅行车，多用途车，卡车和公共汽车的内饰材料2 2 它要求试样尺寸为355mm X 102mm X 13mm。

试样数量5片3 试样水平放置在U形托架上，用本生灯在泡沫试样一端点燃15秒钟，离火后当火焰燃烧至距试样自由端38mm处时开始计时4 要求每个试样的火焰传播速度不超过10.2cm/min, 能在60秒内熄灭或燃烧长度不足51mm, 泡沫试样就算通过了标准 GB 8410-2006 汽车内饰材料的燃烧特汽车内饰材料的燃烧特性性GB 8410-2006材料分级判定方法材料分级判定方法¡如果试样暴露在火焰中如果试样暴露在火焰中15 s，熄灭火源试样仍未燃烧，或试样能燃烧，但火焰达到，熄灭火源试样仍未燃烧，或试样能燃烧，但火焰达到第一测量标线之前熄灭，无燃烧距离可计，则被认为满足燃烧速度要求，结果均记第一测量标线之前熄灭，无燃烧距离可计，则被认为满足燃烧速度要求，结果均记为为A-0 mm/min¡如果从试验计时开始，火焰在如果从试验计时开始，火焰在60 s内自行熄灭，且燃烧距离不大于内自行熄灭，且燃烧距离不大于50 mm，也被，也被认为满足燃烧速度要求，结果记为认为满足燃烧速度要求，结果记为B¡如果从试验计时开始，火焰在两个测量标线之间熄灭，为自熄试样，且不满足如果从试验计时开始，火焰在两个测量标线之间熄灭，为自熄试样，且不满足4.6.2项要求，则按项要求，则按4.5项要求进行燃烧速度的计算，结果记为项要求进行燃烧速度的计算，结果记为C-燃烧速度实测值燃烧速度实测值mm/min。

¡果从试验计时开始，火焰燃烧到达第二标线，或者存在果从试验计时开始，火焰燃烧到达第二标线，或者存在4.4.9项情况项情况(主动结束试验主动结束试验)，则按，则按4.5项要求进行燃烧速度的计算，结果记为项要求进行燃烧速度的计算，结果记为D-燃烧速度实测值燃烧速度实测值mm/min¡如果出现试样在火焰引燃如果出现试样在火焰引燃15 s内已经燃烧并到达第一标线，则认为试样不能满足燃内已经燃烧并到达第一标线，则认为试样不能满足燃烧速度的要求，结果记为烧速度的要求，结果记为E3.聚氨酯软泡常用的阻燃剂聚氨酯软泡常用的阻燃剂¡添加型阻燃剂 1 低分子量阻燃剂：磷酸酯，含卤磷酸酯（磷酸三（2-氯乙基)酯 TCEP、磷酸三氯丙酯 TCPP、磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯 TDCPP） 2 齐聚的高分子量阻燃剂V6，V6-LS，V66等 3低聚磷酸酯阻燃剂RDP，BDP 等 4 固体阻燃剂：三聚氰胺、APP等¡反应型阻燃剂 1 含溴反应型阻燃剂，如多溴代醇类 2 含磷阻燃剂OP550，OP560等¡浸渍阻燃聚氨酯软泡对阻燃剂的要求聚氨酯软泡对阻燃剂的要求¡低挥发，零VOC（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛 等）。

¡低雾化¡低酸值，粘度适中，易溶解分散在聚醚多元醇中¡热稳定性好，不烧芯¡阻燃剂对制品的物理性能影响小¡毒性小，燃烧时产生的烟雾少平泡生产工艺垂直园泡生产工艺试验室厢式发泡聚氨酯硬泡行业阻燃标准¡建筑行业：GB 8624—2006建筑材料及制品燃烧性能分级¡GB 20286-2006公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识¡JCT 998-2006 喷涂聚氨酯硬泡体保温材料 聚氨酯硬泡成型工艺¡浇注发泡¡喷涂发泡¡复合板材和管道绝热层¡结构泡沫与反应注射成型聚氨酯硬泡成型设备阻燃剂选择原则¡与多元醇、异氰酸酯等原料有良好的相容性，在组合料中不分层、不析出¡在组合聚醚中有一定程度的储存稳定性，不会引起反应活性的明显变化¡加入阻燃剂不影响泡沫的成型工艺¡阻燃剂还应具备良好的热稳定性和持久性¡对聚氨酯制品的物理性能影响小¡毒性小，燃烧时产生的烟雾少聚氨酯硬泡中常用的阻燃剂¡添加型阻燃剂 1 卤代磷酸酯阻燃剂、卤代多聚磷酸酯 2 磷酸酯阻燃剂 3 三聚氰胺，APP等（很少使用）¡反应型阻燃剂 1 溴代醇类 2 含磷多羟基化合物¡阻燃聚醚 1 含磷阻燃聚醚、含磷含氯阻燃聚醚 2 含卤阻燃聚醚 3 含氯含锑阻燃聚醚 4 含磷氯锑阻燃聚醚 硬泡本质阻燃——聚异氰脲酸酯泡沫塑料 聚异氰脲酸酯泡沫塑料的分子中含有异氰脲酸酯环，是由3个异氰酸酯在催化剂作用下进行三聚反应形成的六元杂环，这种结构具有良好的阻燃性和耐热性能。

异氰酸酯指数1.051.281.461.752.032.252.48氧指数/%22.023.024.024.525.025.526.0异氰酸酯指数对泡沫氧指数的影响谢谢！。