聚氨酯及阻燃技术.

AddYourCompanySlogan聚氨酯及其阻燃技术Logo聚氨酯及其性质目录1聚氨酯分类与应用2聚氨酯泡沫制备3阻燃聚氨酯4发展与展望51，聚氨酯及其性质•聚氨酯--聚氨甲酸酯的简称。结构如下：软段结构硬段结构Logo决定性能因素链化学组成软段R,R’：材料的弹性，低温性能，拉伸性能硬段：.光稳定性官能度：支化程度，聚合物的体积构型链的刚性交联程度链间的相互作用:氢键，分子间作用力聚合物结构合成加工方法与工艺条件微相分离程度内聚能，5异氰酸(O＝C＝NH)基团是具有两个杂积累双链的高度不饱和的基团，化学性能十分活泼。(1)异氰酸酯的结构、反应活性含有活泼氢的化合物分子中的亲核中心进攻正电性的碳原子,是一种亲核加成的聚合反应。异氰酸酯的化学反应6(2)异氰酸酯与含活泼氢化合物的反应7(3)异氰酸酯的自聚反应a.异氰酸酯二聚b.异氰酸酯三聚高温下则二聚体会发生分解三聚体在150一200℃时仍很稳定(与二聚体不同)。可制取优异的油漆涂料及耐温、阻燃的硬质泡沫塑料。2，聚氨酯分类与应用形态分类法固态聚氨酯双组分型单组份型水溶解型胶体分散型乳液型溶剂型聚氨酯水系聚氨酯(1),聚氨酯分类a,形态分类法C,用途分类聚氨酯泡沫塑料聚氨酯油漆聚氨酯胶黏剂聚氨酯涂料聚氨酯纤维聚氨酯橡胶用途聚氨酯泡沫塑料软泡、硬泡,半硬泡塑料三种。除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少，常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。(2)聚氨酯的应用主要用途1、座椅、沙发、头枕、床垫等聚氨酯慢回弹枕头2、各种减震、包装垫材，保温材料聚氨酯橡胶①混炼型聚氨酯橡胶②浇注型聚氨酯橡胶③热塑性聚氨酯橡胶配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等聚氨酯纤维聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽丝纺丝，再织成各种衣着袜子等。日本牌号为Sanxi，中国称氨纶聚氨酯油漆与涂料分为单组分油漆和双组分油漆其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大量用在小汽车、飞机、轮船方面。聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、耐气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚氨酯涂料可代替油漆，特点①极性很强、化学活泼性很高②控制分子链中软缎与硬段比例及结构，制成不同特性的胶黏。③易固化，胶合层无缺陷。⑤耐低温，胶合层可在-196℃，甚至-253℃下使用。⑥耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧及防霉菌等。聚氨酯胶黏剂3、聚氨酯料制备异氰酸酯脂肪族芳香族脂环族低聚物多元醇聚酯多元醇聚醚多元醇环氧丙烷聚醚多元醇四氢呋喃聚醚多元醇其它聚醚多元醇其它多元醇扩链（交联）剂胺类扩链剂醇类扩链（交联）剂催化剂叔胺类催化剂金属有机化合物其它配合剂阻燃剂抗氧剂紫外线吸收剂着色剂增塑剂聚氨酯原料，发泡剂19（2）聚氨酯泡沫塑料制备泡沫塑料以树脂为基础，采用化学的或物理的方法在其内部产生无数小气孔而制成的塑料。Mc值：体型结构大分子中交联点间的分子量的大小。Mc↓，交联密度↑，泡沫塑料的硬度及机械强度↑。聚氨酯泡沫塑料的分类(1)分类Logo催化剂(2),反应过程Logo22(1)成泡过程a.泡沫的形成：在成泡剂的作用下，产生泡沫。b.泡沫的增长：新气体不断产生，泡孔膨大。c.泡沫的稳定：泡沫增长，气泡壁层变薄，泡沫稳定剂稳定。a.水b.低沸点卤代烃，受热气化产生气泡(物理方法)。(2)成泡剂23c.泡沫稳定剂Si—O—C型有机硅泡沫稳定剂a).手工发泡：计量加入反应物，经高速搅拌混合数秒后，立即倾入模具内进行发泡成型。b).浇铸法(模塑法)：均匀的发泡混合料定量地注入金属模具内进行发泡，预熟化，然后脱模，再加热充分熟化。c).喷涂法：借助压力使各组分在喷枪内混匀，然后喷涂于施工物表面上进行现场发泡成型。d.块状法：连续的机械浇注发泡工艺，其成型泡沫体的横截面呈块状。d,发泡成型工艺降低原料混合物的表面张力，在泡沫升起至熟化期间防止泡沫的热力学非稳态出现。全球聚氨酯发展现状2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率为3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。美国是世界上最大的聚氨酯生产国，其产量占世界的40％左右，也是最大的聚氨酯消费国中国聚氨酯发展现状20世纪90年代至新世纪初，聚氨酯弹性体的适用范围进一步扩大，产品品种及产量稳步增长，原材料、新技术、先进设备正在协调配套生产成为新世纪初的一个朝阳产业。聚氨酯的结构缺陷：Logo结构特点：多孔状结构，密度低燃烧特点：①LOI在16-18，②产生大量有毒烟雾;③特别是聚氨脂软泡，开孔率较高，泡孔相互连通，燃烧时由于较高的空气流通性而不断地供给氧气，不易自熄。。目前聚氨酯阻燃的主要途径：4，聚氨酯阻燃技术a，提高聚氨酯自身的热稳定性；b，在聚氨脂原料中引入阻燃剂。4.1提高自身稳定性的方法：Logoa，异腈酸脲脂聚氨酯SendijarevicA.ElastPlast1991;23:192–217.分子链中引入热稳定性杂环结构，eg：异腈脲酸脂，恶唑烷酮，磷腈等b，恶唑烷酮聚氨酯LogoYeganehH.EurPolymJ2006;42:1743–54.阻燃剂按其阻燃特点分为添加型阻燃剂与反应型阻燃剂添加型阻燃剂：阻燃剂以物理方式分散于基材中，赋予材料以阻燃性，eg:氯氟烃,无机氧化物，氢氧化物，无机磷化合物(磷酸铵);4.2,加入阻燃剂方法Logo•反应型阻燃剂，在高聚物合成过程中加人阻燃剂，它们或者作高聚物的单为体，或者作为交联剂和扩链剂参与反应，最后成为高聚物的结构单元，从而使高聚物获得阻燃性。目前应用最多的是添加型阻燃高分子材料,eg:有机磷多元醇，烷基磷酸酯。HoangDQ.PolymDegradStabil2008;93:2042–7.[333]4.3一种阻燃聚氨酯的合成—反应型阻燃剂：LogoSWZHU.PolymInt51:223-227(2002)TDI:HEA:CH2=CH2COOCH2-CH2OHATA:nTDI+2nHEAEbecryl270：美国氰特化工公司生产,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。P与N阻燃的协同效应•制备了不同含量的HPUA-P,E270或者ATA，结论：1，P或N含量的提高均可提高材料阻燃性，2，N含量减少时，P含量提高时，物质阻燃性提高，P的阻燃效果更好.特别是Ｐ含量在0.7wt％时。LogoSWZHU.PolymerDegradationandStability75(2002)543-547阻燃机制•P:HPUA-PE:Ebecryl-270LOI:聚合物在氧和氮混合气体中当刚能支撑其燃烧时氧的体积分数浓度，表征材料燃烧行为的指数。气相作用机理:PP/E=E/P=PEE;凝聚相作用机理:PP/EPEE/PE;SM:PE≈P/E≈E/P;LOI:P,P/E,PE,E/P,E;27.0,26.5,22.8,19.7,19.5；LogoSWZHU.PolymerDegradationandStability75(2002)543-547阻燃机理：燃烧时产生了一层焦碳层。LogoHPUA-P与ATA烧焦外层的SEM图：（a）HPUA-Px500,(b)Ax6000,(c)Bx6000,(d)ATAx500,(e)A‘x6000,(f)b’x6000ConclusionsⅠP与N在阻燃时有一个协同效应，且P的含量对阻燃性能的影响更大。Ⅱ0.7wt.%P阻燃效果最好Ⅲ阻燃机理:固定相机理，燃烧时形成热稳定性高的致密焦炭层。Logo展望与未来：•……..•1，阻燃并非不燃，阻燃聚氨酯并不能像无机材料一样，具有不燃的特性….•2,阻燃性能的引入改变了聚氨酯某些优异的性能….•3,阻燃剂对环境的危害….LogoAddYourCompanySloganThankyou