聚氨酯泡沫塑料的阻燃原理淺析
- 2024-07-31
?聚氨酯泡沫塑料一般通過(guò)添加阻燃劑提高泡沫塑料的阻燃性，以延緩燃燒、阻煙甚至使著火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇（即反應(yīng)型阻燃劑）為泡沫原料。阻燃劑必須具有以下一種或數(shù)種功能：能在著火溫度或接近著火溫度下吸熱分解成不可燃物質(zhì)；能與泡沫燃燒產(chǎn)物反應(yīng)生成不易燃物質(zhì)；可分解出能終止泡沫自由基氧化反應(yīng)的物質(zhì)。
在聚氨酯泡沫塑料中，含磷阻燃劑主要在凝聚相發(fā)揮作用，磷化物可以消耗泡沫塑料燃燒時(shí)分解出的可燃?xì)怏w，使其轉(zhuǎn)化成不易燃燒的炭化物，泡沫體中磷（P）含量達(dá)1.5%左右時(shí)即可獲得較佳的阻燃效果。
含鹵素阻燃劑主要在氣相中發(fā)揮作用，鹵素是泡沫塑料燃燒反應(yīng)的鏈終止劑，在塑料燃燒時(shí)生成鹵化氫而抑制燃燒反應(yīng)。據(jù)有關(guān)資料，為使泡沫獲得較滿意的阻燃性能，茂密體中溴（Br）質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)達(dá)12%-14%，或氯（cl）質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)18%～20%。當(dāng)磷-鹵聯(lián)用時(shí)，由于存在一定的協(xié)同效應(yīng)，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-氮阻燃體系可有聚磷酸銨和三聚氰胺等組成，在泡沫受熱初期，阻燃劑分解產(chǎn)生磷酸等，它與多羥基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并釋放水蒸氣：在高溫下泡沫中的阻燃劑氣化產(chǎn)生不燃性氣體，使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃層。
氫氧化鋁中含有大量的結(jié)晶水，結(jié)晶水在泡沫塑料生產(chǎn)過(guò)程中很穩(wěn)定，但在泡沫塑料燃燒溫度時(shí)將快速分解，吸收燃燒熱，并在火源和泡沫間形成不燃性的屏障，從而起到阻燃作用。同時(shí)，它也是一種煙氣抑制劑。