全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡中的应用研究(编辑修改稿)

全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡中的应用研究(编辑修改稿)内容摘要：

得到 [8]。 发泡过程分成 3个阶段 ： 首先是液态聚合物内小泡的成核。 然后是气泡长 大到预定的体积。 最后是保持泡体结构的稳定性。 聚氨酯硬泡的应用 聚氨酯硬泡主要用途有以下方面： ：如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷 毕业论文 4 藏设备的最理想的绝热材料。 ：如储罐、管道等。 ：在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占 硬泡总消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大。 ：如汽车顶篷、内饰件等。 ：高密度（密度 300700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。 ，等等。 硬泡全水发泡技术 全水发泡的原理是水与多异氰酸酯反应生成 CO 2 ， CO 2 留在泡沫中作为泡沫塑料的发泡剂。 该体系 ODP 值为零，无毒、环保、工艺简单、对设备无特殊要求、成本低，是CFC11 替代的一条重要路线。 全水发泡的 PU 硬泡可用于非绝热用途，如高密度泡沫塑料、泡沫材料 、填充材料等，以及少数绝热要求不高的绝热材料如喷涂绝热硬泡、金属饰面夹芯板长；用于与管道保温、建筑材料；汽车内饰材料、水加热保温材料等。 在常规发泡体洗中，物理发泡剂具有溶剂稀释效应；能大幅降低泡沫物料的粘度，有利于各组分的混合，可采用高粘度聚醚多元醇。 而全水发泡体系没有物理发泡剂加入，须采用较低粘度且能与水、助剂良好混容的聚醚多元醇。 在制作低密度硬泡时，由于用水量较大，照成泡沫脆，强度、尺寸稳定性、绝热性能差，且消耗较多的多异氰酸酯。 泡沫塑料的导热系数高时全水发泡技术的主要缺点。 25℃时 CO2 的导热率高达 ，较 CFC11 及其它替代物高。 CO2 气体分子小，易穿过聚氨酯硬泡的泡孔而溢出，造成泡孔内压降低，空气慢慢渗入泡孔。 而空气的热导率是 27W/m. k。 因此，全水发泡聚氨脂硬泡的绝热性能不佳，不能用于对绝热性能要求高的场合。 如欲得到相同的隔热效果， CO2 发泡体系的泡沫体厚度须提高 30%以上。 另外， CO2 从泡沫孔向外扩散的速度比空气进入的速度快 倍为防止发泡收缩，聚氨脂的密度也必须提高，成本也因此大幅提高。 但经配方改良，可使硬泡密度适当降低。 全水技术今年来得到长足发展， Bayer 公司的一 种全水发泡冷冻集装箱用硬泡体系密度为 65kg/m3,压缩强度为 350kPa、粘接强度为 ，泡沫导热系数为 25 mW/m. k； Dow 等。 国内已经有多个单位开发该技术。 许多汽车内饰材料、保温管材、高密度泡沫制品及建筑材料生产技术也采用全水技术。 毕业论文 5 全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡 的研究 聚氨酯硬质泡沫聚氨酯硬质泡沫塑料是一种性能优越的高分子合成材料 ,它既可作为绝热保温材料 ,又可作为结构承重材料 ,广泛应用于建筑、交通运输、冰箱、冰柜、石油化工管道、航空等领域。 全水发泡技术是 PURF 发泡过程 中 ODP 值为零的工艺技术之一 ,它利用水和异氰酸酯反应生成的 CO2 作发泡剂 ,以替代氯氟烃类发泡剂。 但是 ,全水发泡体系与氯氟烃类体系相比存在许多不足 ,如组合聚醚粘度比较大、泡孔粗大、尺寸稳定性差等 ,从而限制了全水发泡聚氨酯泡沫的推广和应用。 目前关于 PURF 全水发泡技术和阻燃的研究已有文献报道 ,BASF、 Bayer 等公司 分别开发了用于全水发泡多元醇组合料 ,均采用了官能度较低、粘度较小的“减粘聚醚 ”用以改善体系粘度与流动性 ,减小泡沫脆性。 而 PURF 的阻燃多采用含磷、氯、溴元素的有机 化合物和固体阻燃剂三聚氰胺（ MEL）、多聚磷酸铵（ APP）等 ,这类阻燃剂都可赋予 PURF一定的阻燃性 ,但泡沫各项性能都有所下降。 本实验采用多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂和阻燃剂等制备了全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫。 讨论了多元醇种类、催化剂、发泡剂、异氰酸酯指数以及阻燃剂对 PURF 性能的。 毕业论文 6 第二章 实验部分 实验仪器及药品 实验仪器： 电子天平 上海天平 厂 玻璃棒 若干 800ml大烧杯 若干 滴瓶 若干 400ml小烧杯 若干 搅拌器 型号 ： XSJ2型， 旋转粘度计 型号： NDJ1， 电子万能材料试验机 型号 ： AG101TA， 磨具 300 mm 120 mm 60 mm,自制 万能试验机 型号： CMT4204, 扫描电镜（ SEM） 型号： JSM235C 型 , 氧指数仪 型号： FTAⅡ /HFTAⅡ型 导热系数测定仪 QT2500 型 , 实验药品： 聚醚 455 羟值 (430mgkoh/g f=) 聚醚 2605 羟值 (400 mgkoh/g f=) 聚酯多元醇 3360 羟值 (270 mgkoh/g f=2) 硅油 AK8805 粘度 850Pa S T9(酸亚锡 ) 三乙醇胺 TCPP 粗制 MDI 毕业论文 7 基本化学反应及泡 沫形成原理 本工作采用一步法水发泡制作，该体系的化学反应过程十分复杂，发泡所需气体来自水和异氰酸酯反应生成的二氧化碳，三乙醇胺既是催化剂又是扩链剂，实验中形成主要化学结构的反应可以用下面的方程式来描述 ： A. 扩链反应 MDI与羟基 (聚醚多元醇或三乙醇胺 )反应生成聚氨基甲酸酯。 O O nOCNRNCO + nHO～ OH [CNH R NHC～ O ]n 由 于聚氨酯泡沫塑料的合成过程中，异氰酸酯是过量的 (即异氰酸酯的用量指数大于l)，因此扩链反应最终产品的末段应为异氰酸酯基团。 ，然后分解成胺和二氧化碳。 ～ NCO + H2O ～ RNCOOH ～ NH2 + CO2 H 氨基进一步和异氰酸酯基团反应生成脲。 H O H ～ NCO + ～ NH2 ～ N C N～ 硬泡 合成过程及样品的制备 本工作采用 将多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、水、阻燃剂等混合均匀 ,作为 A 组分。 以多异氰酸酯作为 B 组分。 发泡时 ,调节 A 料、 B 料及模具的温度 25～ 30℃ ,按配方称取 A、 B 料 ,混合后搅拌 20 s,立即倒入模具使其自由发泡 ,同时依次测定上升时间、凝胶时间、表干时间。 泡沫在 50℃熟化 36 h 后。