聚氨酚(PU)是主鏈中含有氨基甲酸酚特征單元(-NHCOO-)的一類高分子材料。PU制品有軟泡材料、硬泡材料、半硬泡材料、彈性體、鞋JEE料、漿料、纖維(簡稱氨綸)、涂料、膠赫劑、密封膠等。通過改變原料種類及組成，可以大幅度地改變PU產(chǎn)品的形態(tài)及性能，得到從柔軟到堅硬的zui終產(chǎn)品。

 

　　聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)PU硬泡是以異氰酸酉別黑料)和組合聚醚(自料，含發(fā)泡劑)為主要原料，通過高壓發(fā)泡機(jī)預(yù)混、槍頭高壓混合，經(jīng)充分的乳自、凝膠、發(fā)泡、交聯(lián)至完全固化，形成硬質(zhì)閉孔高分子九旭體。PU硬泡材料的泡體由連續(xù)致密的封閉孔洞組成，具有保溫防水、隔音吸震的功能。廣泛應(yīng)用在建筑業(yè)保溫節(jié)能等領(lǐng)域。

 

　　外墻外保溫材料需要有良好的阻燃性，防火安全問題至關(guān)重要。另外，還需要在不大量增加建筑物質(zhì)量和建筑材料消耗的情況下滿足建筑保溫要求。并且，保溫材料應(yīng)易于施工，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本，這些都是工程應(yīng)用中需要考慮的問題。

 

　　1阻燃性能的研究

 

　　PU材料多孔且密度低，在結(jié)構(gòu)上具有可燃的碳?xì)滏湺?，遇火易燃燒且難自熄，燃燒時產(chǎn)生大量的煙塵和有毒氣體，具有火災(zāi)隱患。根據(jù)阻燃方法，阻燃PU材料主要分為添加阻燃劑型和結(jié)構(gòu)阻燃型(又稱反應(yīng)型阻燃)。

 

　　聚氨酯噴涂設(shè)備添加型阻燃劑是以物理方式分散于PU基體中，與PU基體及其反應(yīng)原料間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。添加型阻燃劑因其對泡沫體生成時的反應(yīng)影響較小，制造工藝不必做很大變動，阻燃效果顯著，且泡沫塑料的綜合性能好，在工業(yè)上可廣泛應(yīng)用。添加型阻燃劑還可分為有機(jī)添加型和無機(jī)添加型阻燃劑。無機(jī)阻燃劑中以氫氧化物阻燃劑應(yīng)用zui廣，主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、層狀雙氫氧化物等，這類阻燃劑穩(wěn)定性好、不產(chǎn)生有毒氣體、發(fā)煙量小，主要通過分解吸熱和釋放水分從而達(dá)到阻燃、抑煙效果的。有機(jī)添加型阻燃劑主要有三(2, 2氯丙基)磷酸醋、三(2, 2氯丙基)磷酸醋、三(二氯丙基)磷酸醋、四(2, 2氯丙基)亞乙基二磷酸醋、甲基嶙酸二甲醋、多嗅二苯醚等。

 

　　火災(zāi)事故中的人員致死原因中，80%以上與材料產(chǎn)生的濃煙和有毒氣體有關(guān)，鹵素阻燃劑在燃燒時生成大量的煙和有毒且具有腐蝕性的氣體，因此開發(fā)低成本、無鹵、低煙、無毒的阻燃PU硬泡材料就顯得非常重要。

 

　　使用含磷單體9, 10一二氫-9一氧雜-10-磷雜一菲一10一氧化物(DOPO、不飽和多元竣酸、多元醇等為原料制得液態(tài)無鹵含磷阻燃劑。這種阻燃劑加人到PU合成體系中，與體系相容性良好，隨著體系中磷含量的增加，泡沫的氧指數(shù)逐漸提高。阻燃性能測試表明，氧指數(shù)由空白樣的20.3%提高到25.2%。阻燃效果明顯。

 

　　等使用六氯環(huán)三磷睛、1, 4一丁二醇等原料合成了六丁醇基環(huán)三磷睛阻燃劑。該阻燃劑與異氰酸醋、硬泡聚醚和催化劑，按一定比例反應(yīng)制備阻燃性PU保溫材料，按GB/T2406-1993測試樣條的極限氧指數(shù)，zui高可達(dá)36%0

 

　　公開了一種阻燃PU復(fù)合材料的制備方法，各組分配方為蔗糖聚醚28.0份，異氰酸醋61.0份，納米氧化鋁粉12.0份，季鉸鹽催化劑3.0份，阻燃劑8.0份，相容劑4.2份，抗氧劑0.7份，分散劑0.6份。其中，納米氧化鋁粉粒徑15 nm，相容劑選用氫化熱塑性丁苯橡膠一馬來酸醉接枝物;分散劑選用脂肪酞胺類分散劑，抗氧劑為p(3, 5一二叔丁基一4-經(jīng)苯基)丙酸季戊四醇醋和三(2, 4一二叔丁基苯酚)亞磷酸醋的混合物，兩者的質(zhì)量比為2:5。將各組分原料在50℃混合攪拌1 h, 182℃熔融擠出，擠出1 min，得到的阻燃PU復(fù)合材料氧指數(shù))30.0%。燃燒測試表明，煙密度為普通阻燃PU硬泡產(chǎn)品的70%，發(fā)煙速度降低，耐火隔熱性能提高。

 

　　聚氨酯噴涂機(jī)制備了一種含氮本征結(jié)構(gòu)的阻燃PU硬泡。組分A與組分B的質(zhì)量比為1.0:1.5。首先制得含甲階酚醛樹脂的反應(yīng)液，在此反應(yīng)液基礎(chǔ)上制備出含經(jīng)甲基化三聚氰胺一酚醛樹脂的反應(yīng)液，加人共起始劑、九旭催化劑和環(huán)氧氯丙烷，攪拌、加熱、蒸餾，zui終得到含氮結(jié)構(gòu)的阻燃聚醚多元醇。加人發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、物理發(fā)泡劑和水，攪拌并混合均勻得到A組分。將1.5份B組分加人到A組分，攪拌固化得到含氮本征結(jié)構(gòu)的阻燃PU硬泡。極限氧指數(shù)為24.5 %，密度為42.1 kg/m3,且具有均勻致密的六邊形泡孔結(jié)構(gòu)。

 

　　2 PU硬泡增強(qiáng)

 

　　聚氨酯發(fā)泡機(jī)PU泡沫塑料作為結(jié)構(gòu)材料使用，添加增強(qiáng)劑可以提高材料的強(qiáng)度、剛度和韌性等力學(xué)性能。一方面是因?yàn)樵鰪?qiáng)劑的貢獻(xiàn)，另一方面，在發(fā)泡階段，增強(qiáng)物成為氣泡成核地點(diǎn)，產(chǎn)生更多的氣泡核，使泡體尺寸變小，從而提高了材料的性能。常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維、碳纖維、有機(jī)纖維、玻璃微珠、二氧化硅、碳酸鈣等粒子。添加增強(qiáng)劑，還可以降低材料成本。尤其是添加植物和天然高分子材料等自然資源，不僅能降低成本，而且還環(huán)保節(jié)能。植物纖維是富含經(jīng)基的天然高分子化合物，纖維的形態(tài)有粉粒、短切纖維和纖維織物;纖維的尺寸zui小可達(dá)到納米級。理論上這些化合物可以部分代替聚醚或聚醋多元醇與異氰酸醋發(fā)生加成反應(yīng)[8]。

 

　　采用聚酞胺“纖維及SiOZ顆粒粉末作為增強(qiáng)劑，制備混雜增強(qiáng)PU硬泡塑料。當(dāng)聚酞胺66纖維的含量為7%, SiOz的含量為20%時所得PU泡沫塑料的力學(xué)性能增強(qiáng)zui佳。從拉伸斷口形貌可看出纖維受力痕跡明顯，表明纖維本身的拉伸強(qiáng)度對于硬泡塑料的力學(xué)性能增強(qiáng)起了重要作用。

 

　　將改性的粉煤灰微珠添加到PU硬泡材料中。粉煤灰主要由硅鋁酸玻璃、微晶礦物微珠和未燃盡的殘?zhí)课⒘Ａ＝M成。粉煤灰微珠經(jīng)過表面改性后，樹脂與粉煤灰微珠間的界面張力降低，并且樹脂分子間的距離加大，增強(qiáng)了材料的韌性，提高了缺口抗沖擊性能。改性的粉煤灰填充到九旭物中，兩相幾乎沒有分離，可以形成纏繞覆蓋的近似交聯(lián)的鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所得PU硬泡材料的壓縮強(qiáng)度為6.7 MPa，壓縮模量為243 MPa，熱分解溫度為267℃。

 

　　聚氨酯發(fā)泡設(shè)備使用油菜秸稈為原料制備PU硬泡。先制備油菜秸稈基聚醚多元醇，再與阻燃劑等原料混合，之后加人異氰酸醋，室溫下攪拌，倒人發(fā)泡模具中發(fā)泡，得到的油菜秸稈基PU硬泡密度為36.538.4 kg/m;，壓縮強(qiáng)度為176185 kPa，極限氧指數(shù)為26%}29%0

 

　　常用PU硬泡保溫產(chǎn)品按應(yīng)用形態(tài)可分為噴涂PU硬泡、PU硬泡保溫板、PU硬泡保溫裝飾一體化板。PU保溫板和裝飾一體化板采用粘貼加錨固的施工方法，施工速度快，對工人的施工技術(shù)要求相對較低，受天氣環(huán)境影響較小，技術(shù)較成熟。

 

　　市售的保溫材料主要是水泥卷材復(fù)合PU板，這種板材在上墻后，需要對板面進(jìn)行薄抹灰施工后再進(jìn)行外飾面施工，施工工藝較復(fù)雜，飾面層與保溫層在現(xiàn)場分開施工，部分飾面層易開裂脫落，造成體系防水性能不達(dá)標(biāo)。王浩臻等「‘“」制備了一種節(jié)能型復(fù)合陶板飾面一體化板。主要包括具有界面增強(qiáng)及防火保溫作用的PU板材和具有裝飾及防火作用的飾面層等材料，成品保溫裝飾板厚度在3一12 cm。這種板材的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。PU保溫板與陶板飾面在上墻前一次成型，簡化了施工工藝，施工質(zhì)量可得到很好控制。

 

　　聚氨酯噴涂發(fā)泡機(jī)PU保溫材料是zui理想的建筑保溫節(jié)能材料，4 cm厚的PU隔熱效果相當(dāng)于1.7  m厚的普通紅磚或9 cm厚的巖棉。即要達(dá)到相同的保溫效果，PU保溫層的厚度只有聚苯乙烯泡沫板或巖棉的1/2,聚苯乙烯擠塑板的2/3。隨著中國建筑節(jié)能市場的迅速發(fā)展，PU硬泡體保溫產(chǎn)品成為主導(dǎo)市場的保溫節(jié)能產(chǎn)品的發(fā)展方向。需要開發(fā)出安全防火、易于施工、成本低、性價比高的PU硬泡產(chǎn)品以適應(yīng)市場的需求。