磷-氮协效阻燃水性聚氨酯的性能
聚氨酯胶反应型阻燃剂
聚氨酯胶反应型阻燃剂一、引言随着社会经济的快速发展，工业和建筑领域对耐火材料的需求日益增长，而防火性能优异的聚氨酯胶反应型阻燃剂因其优异的阻燃性能和应用方便性而受到广泛关注。
本文将从聚氨酯胶的性能、聚氨酯胶的阻燃机理、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状和发展趋势等几个方面进行综述，以期为相关行业提供借鉴和参考。
二、聚氨酯胶的性能聚氨酯（PU）胶是一种以异氰酸酯和多元醇为原料，经过聚合反应得到的聚合物。
聚氨酯胶具有许多独特的性能，包括优异的耐水性能、耐化学品性能、机械性能和耐氧性能。
此外，由于其可塑性好，使其可以根据不同需求进行加工和成型，广泛应用于建筑、交通运输、电子产品和家居产品等领域。
三、聚氨酯胶的阻燃机理聚氨酯胶在一定条件下易燃，一旦着火会迅速燃烧，引起严重的火灾。
因此，研制一种防火性能良好的聚氨酯胶反应型阻燃剂成为目前的研究热点。
聚氨酯胶的着火原因主要是其表面或内部受到外部热源的影响，导致其燃烧。
聚氨酯胶的阻燃机理主要包括气相阻燃和凝聚相阻燃两种方式。
气相阻燃是指通过添加的阻燃剂在燃烧时与燃烧产物发生化学反应，从而促进燃烧过程的中断。
而凝聚相阻燃是指阻燃剂在聚氨酯胶燃烧时生成的稳定氧化还原反应产物，形成燃烧层，延缓燃烧速度。
四、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状近年来，随着人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂需求的增加，相关研究取得了一系列突破性成果。
目前，常用的聚氨酯胶反应型阻燃剂主要包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂和氢氧化铝等。
磷系阻燃剂主要是指通过加入含磷化合物，阻燃效果显著。
氮系阻燃剂在聚氨酯胶中通过生成惰性气体和炭层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要是通过抑制燃烧产物的传热和反应，从而起到阻燃作用。
氢氧化铝的阻燃作用主要是通过其吸热和隔热的物理作用来抑制燃烧。
五、聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势随着科学技术的不断进步，人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究也在不断深入。
未来，聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势主要包括以下几个方面：一是以环保为导向的研究，重点发展无卤素和低卤素燃烧阻燃剂。
聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能
聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能王文娟【摘要】以聚碳酸酯二醇、异氟尔酮二异氰酸酯为原料，添加不同用量的聚磷酸铵(APP)，制备了一系列阻燃水性聚氨酯。
UL-94测试表明，随着APP添加量的增大，水性聚氨酯的阻燃性逐渐增大。
锥形量热仪测试表明，随着APP含量从0%增加25%，水性聚氨酯的点燃时间由29 s延长到45 s，最大热释放速率(HRR)由413.2 kW/m2降低到314.3 kW/m2。
热重测试表明，水性聚氨酯膜的热稳定性随着APP含量的增加而逐渐升高，当APP为25%时，热稳定性最好。
力学性能测试表明，随着APP含量的增加，涂膜的拉伸强度及断裂伸长率逐渐下降。
综合考虑以上因素，阻燃水性聚氨酯中聚磷酸铵的适宜用量为20%。
%A series of flame-retardant waterborne polyurethane were prepared with polycarbonate diol and isophorone diisocyanate as raw materials and by addition of different amounts of ammonium polyphosphate (APP). UL-94 test showed that the flame retardance of waterborne polyurethane is increased with increasing dosage of APP. Cone calorimeter test indicated that the increasing of APP content from 0%to 25%, the ignition time of waterborne polyurethane is extended from 29 s to 45 s, and the peak heat release speed (HRR) is decreased from 413.2 kW/m2 to 314.3 kW/m2. Thermogravimetric analysis revealed that the thermal stability of waterborne polyurethane is improved gradually with increasing APP content up to 25%. Mechanical performance test proved that the increasing of APP content decreases the tensile strength and elongation at break of the film gradually. Comprehensively taking the above factors intoaccount, the suitable dosage of APP in flame-retardant waterborne polyurethane is 20%.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P303-307)【关键词】水性聚氨酯;阻燃剂;聚磷酸铵;热稳定性;热释放速率;力学【作者】王文娟【作者单位】中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】TQ637聚氨酯是高度易燃材料［1］，氧指数为16.5%，由于在家具以及建筑材料内大量使用，因此具有潜在的火灾隐患。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究1. 磷系阻燃剂的分类磷系阻燃剂可以按照它们的功能和结构分类。
按照结构分类，磷系阻燃剂可以分为以下几类：（1）磷酸酯类。
这种阻燃剂可以减缓分子链的热分解速度，使得聚合物热稳定性得到改善，同时也会降低聚合物的可塑性。
磷酸酯类阻燃剂的结构中包含磷酸酯键，可以被热分解产生磷酸脱氧糖，从而吸收热量，防止聚氨酯的燃烧，BDOPEP就是一种常见的磷酸酯类阻燃剂。
（2）膨胀型磷系阻燃剂。
这种阻燃剂在高温下发生膨胀，形成一层难燃的保护层，防止燃烧产品的接触氧气，金属磷酸盐是常用的膨胀型磷系阻燃剂。
（3）含磷氮阻燃剂。
这种阻燃剂同时含有磷和氮，可以在明火燃烧时释放无毒、无腐蚀性的氮磷复合物并吸热，防止火源继续对聚氨酯产生热量和燃烧，IPPP就是常用的含磷氮阻燃剂。
聚氨酯是一种具有优良性能的合成材料，但在高温下易燃，阻燃性能难以保证，且它的热解产物对环境和人身安全可能存在危害，因此需要添加阻燃剂。
磷系阻燃剂因其良好的阻燃效果和可持续性广受欢迎，下面将从以下几个方面介绍磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用研究。
在选择磷系阻燃剂时，需要考虑以下几个因素：a. 阻燃效果。
优秀的阻燃剂应该能够有效减缓材料的热解速度，防止燃烧。
b. 可持续性。
可循环利用和低环境影响的阻燃剂是目前研究的热点。
c. 毒性。
阻燃剂对人体和环境的影响应该尽可能小。
因此，具有良好阻燃效果、可持续性和无毒性的磷系阻燃剂是最理想的选择。
（2）磷系阻燃剂的作用机理磷系阻燃剂在聚氨酯中的作用机理主要有以下几个方面：a. 吸热作用。
磷系阻燃剂可以在燃烧过程中吸收热量，从而减缓材料的热解速度，起到阻燃的作用。
b. 生成无机炭化物。
阻燃剂在高温下可以分解，生成无机炭化物，这些炭化物可以作为难燃层保护材料，从而防止燃烧。
c. 接触层效应。
阻燃剂分解后在材料表面形成一层炭化物，这层炭化物可以防止氧气和燃烧产物接触，从而防止燃烧扩散。
实验表明，添加磷系阻燃剂可以显著提高聚氨酯的阻燃性能。
水性聚氨酯涂料的性能特点简介
水性聚氨酯涂料的性能特点简介水性聚氨酯涂料由于性能优异，在近几年得到了广泛的应用。
与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯涂料具有以下特点。
①水性聚氨酯涂料完全或基本不含溶剂、无臭味、无污染，具有不燃、成本低等优点，使用时可以用水直接稀释，使用方便，易于清理。
②水性聚氨酯的黏度不随聚合物相对分子质量的改变有明显差异，可以在低黏度下制备得到高分子量的水性聚氨酯，对于提高树脂的内聚强度非常有利。
而溶剂型聚合物的黏度随相对分子质量的增加呈指数关系上升，分子量较大时易产生凝胶。
③水性聚氨酯的黏度一般比溶剂型的要低，水性聚氨酯分散粒径越小，黏度越大。
溶剂型聚氨酯的黏度随固含量的增加明显上升，溶剂型聚合物的黏度可借助控制固含量或溶剂量来调整，而水性聚氨酯的黏度需用增稠剂来调整。
④水性聚氨酯与多种水性树脂的相容性较好，可以共混使用，以改进性能或降低成本。
需要注意选择与离子型水性聚氨酯的电荷性质和酸碱性相互匹配的水性树脂，否则可能引起凝聚。
因受到聚合物间的相容性和树脂在溶剂中溶解度性能的影响，溶剂型聚氨酯一般不能与其他树脂共混使用。
⑤单组分水性聚氨酯产品中不含异氰酸酯基团和游离异氰酸酯，主要是依靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力，水分挥发后固化。
也可引入其他反应性基团与水性聚氨脂中含有的羧基或羟基等基团在适宜条件下反应，使树脂产生固化交联。
如果是外加交联剂则成为双组分体系。
⑥水的蒸发潜热高，干燥比较迟缓，另一方面，水的表面张力大，对基材特别是对低表面能或硫水性的基材润湿性差，难以赋于充分的粘接性，加热干燥固化时，乳液粒子间容易凝聚而不易得到连续性的涂膜。
另外，水性聚氨酯聚合物是离子键结合，具有强的亲水性，有时为改进涂膜的塑性要加进水溶性增黏剂，使涂膜的耐水性受到一定影响。
⑦水性聚氨酯的流动特征呈现非牛顿性，而溶剂型一般近似牛顿性，其黏度变化规律符合牛顿曲线。
⑧水性聚氨酯体系的防冻性有一定限度，在北方冬季施工受到一定影响。
磷-氮改性水性聚氨酯在涤纶织物上的阻燃研究
形 成 致 密 、 光 滑 、 无 孔 洞 的 炭 层 ，炭 层 中磷 含 量 远 远 超 过 阻燃 织 物 中 原始 含 量 ，磷 富 集 于 炭 层 表 面 。阻 燃 整 理 织 物 的
热失重曲线上快速 热解 阶段缩短，最火分解速 率减 小了 ３ ％。 ２７ 关键 词：磷． ：阻燃 ；水性聚氨酯 ：涤纶织物 氦 中图分类号：Ｔ ２ ． Ｑ３ ３８ 文献标 识码：Ａ
ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｗａ ｈ ａ ｔｒｚ ｄ ｂ ｃ ｎ ｉｇ ｅｅ ｔ ｎ ｍｉ ｏ ｃ ｐ （ Ｅ ｏ ｕｔ ｓ ｃ ａ ｃｅｉｅ ｙ ｓａ ｎｎ ｌｃｒ ｃ ｓｏ ｙ Ｓ Ｍ）ａ ｄ ｅ ｅｇ ｉ ｅｓｖ ｐ ｃｒｍｅｅ ｏ ｒ ｏ ｒ ｎ ｎ ｒｙ ｄｓ ｒｉｅ ｓ ｅ ｔ ｐ ｏ ｔｒ
文 章 编 号 ： １ ０ －０ ５２ １）４０ １２５ ０ ３９ １ （０ ２０ ．７ ６０
磷． 氮改性水性聚氨酯在涤纶织物上 的阻燃研 究
李 芬 ’一 罗运 军 ‘ 李晓 萌 ， 李 杰 。 ’ ， ，
（．北京理工 大学 材料科 学与工程 学院，北京 １０８； ２ １ ００ １ ．淮南师范学院 化 学与化工 系，
211262213_水性聚氨酯阻燃性能研究进展
第52卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 5 2023年5月 Liaoning Chemical Industry May，2023收稿日期： 2021-06-05水性聚氨酯阻燃性能研究进展朱超男，张伟*，郑慧（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159）摘 要： 水性聚氨酯（WPU）具有安全环保、无毒、物化性能优异、低排放VOC 等优点，在我国涂料、皮革涂饰、建筑等多个领域被广泛应用。
然而未阻燃的WPU 极易燃烧，所以提高WPU 的阻燃性能具有非常重大的意义。
阐述了WPU 的燃烧过程及阻燃机理，总结了近年来国内外阻燃技术的研究进展，分析了不同类型的阻燃剂的特点，最后展望了阻燃型WPU 的未来发展趋势。
关 键 词：水性聚氨酯；阻燃机理；阻燃剂中图分类号：TQ323.8 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）05-0732-04聚氨酯（PU）是主链上含有聚氨基甲酸酯的高分子化合物，主要制备材料是异氰酸酯和多元醇。
WPU 是聚氨酯以水为溶剂形成的涂料，1942年德国人SHLACK 首次开发第一款阳离子型WPU。
20世纪70年代，WPU 得到工业化生产[1]。
WPU 由于具有无毒、无污染、低排放、耐化学腐蚀和良好的黏接性、耐磨性和韧性等优点，在涂料、皮革涂饰，建筑、航天、交通、日用品和胶黏剂等许多行业占有广泛市场，其需求量还在不断增加。
近年来，随着人们对环保主题的倡导和工业生产过程中环境友好性需求的不断提高，WPU 由于在制备过程中不添加或较少添加有机溶剂，所以WPU 在生产以及使用过程中比起其他涂料更加环保清洁，更符合人们对于环境保护的倡导[2]。
WPU 属于高分子聚合物弹性防水环保材料，聚氨酯本身的元素组成和化学结构决定了聚氨酯具有极易燃烧的性质[3]，未经阻燃的WPU 的极限氧指数（LOI）是16%~18%。
高分子材料的燃烧总是伴随着热降解，热降解过程中产生的挥发性小分子和自由基容易在空气中发生氧化还原反应，使温度升 高[4]。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究磷系阻燃剂的种类比较多，其中包括六水合硫酸铝、六水合硫酸钾、六水合硫酸铜等。
这些磷系阻燃剂可以通过质量分数、添加量、分散方式等多个参数来对其阻燃效果进行研究。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用主要包括两种：一种是将磷系阻燃剂直接添加到聚氨酯中；另一种是将磷系阻燃剂涂覆在聚氨酯表面。
直接添加磷系阻燃剂的方法相对比较简单，通常可以通过加入聚氨酯合成过程中，或者在成品的后期生产过程中进行添加。
实验证明，添加磷系阻燃剂可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能。
例如，对聚酯型聚氨酯添加含磷改性物（如六水合硫酸铝、红磷酸铵等）时，聚氨酯的阻燃等级有所提高。
而且添加该阻燃剂后，聚氨酯的热失重率也随之增大。
磷系阻燃剂的涂覆也是一种常见的应用方式。
在聚氨酯的表面涂覆一层磷系阻燃剂可以有效地提高其阻燃性能，而且涂层可以起到隔离氧气的作用，减少聚氨酯的燃烧速度。
一些研究表明，聚氨酯表面的磷系阻燃剂涂层能够提高其氧指数和垂直燃烧性等指标，从而提高阻燃性能。
此外，对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用还需要注意一些问题。
例如，在添加磷系阻燃剂时，如果添加量过多，会影响聚氨酯的机械性能，因此需要在添加量和聚氨酯性能之间进行权衡。
另外，磷系阻燃剂的热稳定性也需要考虑，高温会使磷系阻燃剂分解，从而降低其阻燃效果。
总之，磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用具有优异的阻燃效果和潜在的发展前景。
通过合理的添加和应用方法，不仅可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能，还能够满足不同应用需求的阻燃效果。
但需要注意与其他性能的综合平衡问题以及涂层表面的耐候性，避免对聚氨酯的应用带来负面影响。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种新型的环保型高分子材料，它具有优异的性能和广泛的应用领域。
水性聚氨酯材料以水作为溶剂，不含有机溶剂，具有低挥发性和低毒性，对环境和人体健康无害，是一种绿色环保的材料。
本文将从水性聚氨酯材料的性能特点、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、水性聚氨酯材料的性能特点。
1. 环保性，水性聚氨酯材料以水为溶剂，不含有机溶剂，不会产生挥发性有机化合物，对环境无污染，符合环保要求。
2. 耐候性，水性聚氨酯材料具有优异的耐候性，能够在室外环境下长期使用而不发生老化、褪色等现象。
3. 耐化学性，水性聚氨酯材料具有良好的耐化学性，能够抵抗酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀，具有较强的耐腐蚀性。
4. 耐磨性，水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性，能够承受一定的摩擦和冲击而不易损坏。
5. 耐温性，水性聚氨酯材料具有较高的耐温性，能够在一定温度范围内保持稳定的性能。
6. 耐水性，水性聚氨酯材料具有良好的耐水性，能够在潮湿环境下长期使用而不发生变形、腐蚀等现象。
二、水性聚氨酯材料的制备工艺。
水性聚氨酯材料的制备工艺主要包括原料准备、反应制备、加工成型等步骤。
其主要原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等。
制备工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 原料准备，将所需的聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等原料按一定配方准备好，保证原料的质量和比例。
2. 反应制备，将聚醚多元醇、异氰酸酯等原料按一定比例混合，在一定条件下进行反应，生成水性聚氨酯树脂。
3. 加工成型，将制备好的水性聚氨酯树脂进行加工成型，可以通过涂覆、浸渍、喷涂、注塑等方式进行加工成各种形状的制品。
三、水性聚氨酯材料的应用领域。
水性聚氨酯材料具有广泛的应用领域，主要包括涂料、胶粘剂、印刷油墨、合成革、纺织品涂层、建筑防水材料等。
具体包括以下几个方面：1. 涂料，水性聚氨酯涂料具有优异的耐候性、耐磨性和耐化学性，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究一、磷系阻燃剂的作用原理1.1 磷系阻燃剂的分类磷系阻燃剂是一类常用的高效阻燃剂，根据其化学结构和作用原理，可分为氮磷型、磷氧型、磷硫型等不同类型。
磷氧型阻燃剂是目前应用最广泛的一种类型，其主要成分是含氧的磷酸酯化合物，具有良好的热稳定性和阻燃性能。
1.2 磷系阻燃剂的作用机理磷系阻燃剂在高温下能够分解生成氧化磷化合物，这些氧化磷化合物能够与燃烧过程中的自由基和活性物种发生氧化反应，阻止燃烧链反应的进行，从而起到阻燃的作用。
磷氧化物还能够在材料表面形成保护层，隔绝空气和燃烧物接触，延缓燃烧速率，提高材料的耐热性能。
1.3 磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用由于聚氨酯是一种易燃材料，磷系阻燃剂被广泛应用在其生产中。
磷系阻燃剂可以与聚氨酯的分子链发生化学反应，形成氮磷键或氧磷键，使阻燃剂与聚氨酯牢固结合在一起，从而提高聚氨酯材料的热稳定性和阻燃性能。
2.1 磷系阻燃剂种类选择在实际生产中，应根据聚氨酯材料的具体要求选择合适的磷系阻燃剂种类。
一般来说，磷氧型阻燃剂具有较好的阻燃效果和热稳定性，适合用于提高聚氨酯的阻燃性能。
还可以根据材料的成本、加工工艺等因素综合考虑，选择性能和经济性都较好的磷系阻燃剂。
2.2 磷系阻燃剂添加量控制磷系阻燃剂的添加量直接影响着聚氨酯材料的阻燃性能。
添加量过多会影响聚氨酯材料的力学性能和加工工艺，添加量过少则无法达到良好的阻燃效果。
应通过实验确定最佳的磷系阻燃剂添加量，以在保证阻燃效果的同时尽量减小对材料性能的影响。
2.3 磷系阻燃剂与聚氨酯相容性研究磷系阻燃剂的相容性直接影响着其在聚氨酯中的分散性和作用效果。
研究表明，通过表面改性等手段可以提高磷系阻燃剂与聚氨酯的相容性，从而提高其在聚氨酯中的分散性和稳定性，进而提高阻燃效果。
2.4 磷系阻燃剂与其他助剂配合应用在聚氨酯的生产中，通常还需要添加各种助剂来调节材料的性能。
研究表明，磷系阻燃剂与氧化剂、稳定剂、填料等其他助剂配合应用，可以发挥协同效应，进一步提高聚氨酯材料的阻燃性能。
磷硅协同阻燃改性水性聚氨酯
CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS 研究与开发合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2020， 37（5）： 24水性聚氨酯（WPU）不但具有聚氨酯的优良性能，而且环保无污染，应用范围广；但聚氨酯阻燃性能差，极限氧指数仅为18.0%左右，且燃烧速度快，因此需对其进行阻燃改性以提高使用的安全性。
在合成过程中，将阻燃基团引入聚氨酯链是提高其阻燃性能的有效方法。
Wu Denghui等［1］合成了扩链剂季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩乙醇胺，用其制备的WPU的垂直燃烧等级达到UL94 V-0级。
纳米SiO2分子呈三维网状结构，具有化学稳定性好、热导率低、高温性能好等特点，研究表明，在聚合物中添加纳米SiO2可以达到一定的阻燃效果［2］，用其改性的高聚物有较低的燃烧值和较慢的火焰传播速度，无毒少烟，且SiO2与其他阻燃剂一起使用时具有显著的协同阻燃作用。
王萃萃等使用硅溶胶复配含磷的WPU乳液，发现通过控制磷含量和硅含量，可使WPU的极限氧指数从17.0%升高到33.5%，垂直燃烧测等级最高可达UL94 V-0级［3］。
三羟甲基氧化膦（THPO）是一种无毒无害，环境友好的化合物［4］，具有相对较高磷硅协同阻燃改性水性聚氨酯宿倩雪，杨璐璐，吕佳帅男，狄凯莹，陈晓婷*（天津科技大学 化工与材料学院，天津市 300457）摘要：采用三羟甲基氧化膦（THPO）与纳米SiO2改性水性聚氨酯制备了一系列含磷含硅水性聚氨酯（SiPWPU），并研究了SiPWPU的阻燃性能和阻燃机理。
结果表明：磷含量为1.37%（w），SiO2含量为4%（w）时，SiPWPU的极限氧指数可达31.4%，热释放速率降低35.8%；随着SiO2含量增加，SiPWPU的残炭率升高，硅含量为4%（w），残炭率由未改性水性聚氨酯的0.63%增至6.48%。
THPO和SiO2主要在凝聚相起阻燃作用，对气相也有阻燃效果。
关键词：水性聚氨酯 三羟甲基氧化膦 纳米二氧化硅 阻燃中图分类号：TQ 323.8 文献标志码： B 文章编号：1002-1396（2020）05-0024-05Phosphorus and silicon synergistic flame retardant modifiedwaterborne polyurethaneSu Qianxue，Yang Lulu，Lü Jiashuainan，Di Kaiying，Chen Xiaoting （College of Chemical Engineering and Materials Science，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）Abstract：A series of waterborne polyurethane containing phosphorus and silicon （SiPWPU） were synthesized with nano-SiO2 modified waterborne polyurethane and tris-（hydroxymethyl） phosphine oxide （THPO），whose flame retardancy were tested. The results show that the limit oxygen index of SiPWPU reaches 31.4% and the heat release rate decreases by 35.8% when the mass fraction of phosphorus and SiO2 are 1.37% and 4% respectively. The carbon residue rate of SiPWPU rises following the increase of SiO2 content. The carbon residue rate increases from 0.63% to 6.48% when the mass fraction of SiO2 reaches 4%. THPO and SiO2play a role of flame-retardancy in condensed phase and gas phase as well.Keywords：waterborne polyurethane； tris-（hydroxymethyl） phosphine oxide； nano-silica； flame retardancy收稿日期：2020-03-27；修回日期：2020-06-26。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究磷系阻燃剂是一种广泛应用于聚氨酯材料中的阻燃剂。
它通过改变聚氨酯材料的燃烧特性，提高其防火性能，延长材料的燃烧时间，从而减少火灾的发生和蔓延，并保护人们和财产的安全。
磷系阻燃剂主要通过两种途径发挥作用：一是化学作用，二是物理作用。
化学作用主要是通过磷元素与氧气之间的反应，产生磷酸酯盐或氧化磷酸盐，降低材料的燃烧温度和速度，增加材料的抗燃性。
物理作用主要是通过形成磷系化合物的炭化层，阻断火焰的氧气供应，降低燃烧速度。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用可以提高材料的阻燃性能。
一方面，它可以降低聚氨酯材料的燃烧速度和热释放速率，延缓火灾的蔓延，给人们争取更多的逃生时间。
它可以减小火灾对人体的危害，降低烟雾和毒性气体的释放量，使人们有更高的生存率。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用还可以提高材料的机械性能和加工性能。
磷系阻燃剂可以提高聚氨酯材料的熔体流动性和熔体稳定性，减少材料在加工过程中的熔体温度和粘度变化，提高了材料的加工性能。
磷系阻燃剂还可以改善聚氨酯材料的机械强度、硬度和抗冲击性能，提高了材料的使用寿命和质量。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用也存在一些问题。
磷系阻燃剂在高温或长时间作用下容易分解和挥发，降低了其阻燃效果。
磷系阻燃剂对聚氨酯材料的色泽和透明度有一定的影响，可能会影响材料的外观和质感。
一些磷系阻燃剂中的磷元素会通过溶出或微粒析出的方式对环境造成一定的污染。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用可以提高材料的防火性能，延缓火灾的发生和蔓延，并保护人们和财产的安全。
在应用过程中需要注意选择合适的磷系阻燃剂，并兼顾其阻燃效果、机械性能、加工性能和环境影响等方面的综合因素。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究随着科学技术的不断发展，聚氨酯材料被广泛应用于建材、汽车、家具、地面材料等领域。
然而，聚氨酯材料的可燃性和火灾场景中的剧烈燃烧使其应用范围受到限制。
因此，阻燃处理成为提高聚氨酯材料应用的关键。
目前，磷系阻燃剂是应用较广泛的阻燃剂之一。
它具有高效、环保等优点，是目前聚氨酯材料阻燃的研究热点之一。
本文将对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用进行探究，并对其研究进展进行梳理。
一、磷系阻燃剂的基本特性磷系阻燃剂是通过磷元素与聚合物中的氧元素形成磷氧键，来阻止燃烧过程的继续发生。
磷系阻燃剂主要有有机磷系和无机磷系两种，其中有机磷系以三聚磷酸酯和聚酰胺酯为典型代表，无机磷系以红磷和氧化锆磷酸盐为典型代表。
与其他阻燃剂相比，磷系阻燃剂具有下列四个基本特性：1.高效性：磷系阻燃剂可使可燃物质分解出磷酸和特定的化合物，形成屏障，促使燃烧变得更加困难，从而提高了阻燃性能；2.热稳定性好：磷系阻燃剂具有良好的热稳定性，能够在高温下发挥作用，并抵御长期暴露在空气和光线下的影响；3.环保性高：磷系阻燃剂不仅具有高效性，而且还能够降低有害物质的生成，减少烟雾和毒气的排放，避免对环境的污染；4.易加工性：磷系阻燃剂与聚合物具有良好的相容性，可通过加工方法（例如挤出、注塑、吹塑等）实现简单的混合。
聚氨酯中磷系阻燃剂按照化学结构和源头可以分为有机磷系和无机磷系两种。
有机磷系阻燃剂包括聚酰胺酯、聚乙二酸丁酯、三聚磷酸酯等。
有机磷酸酯阻燃剂的阻燃效果好，但对聚氨酯材料的透明度和力学性能影响较大。
与有机磷酸酯相比，聚酰胺酯的阻燃效果较差，但可以在不影响聚氨酯材料的透明度和力学性能的情况下实现阻燃。
无机磷系阻燃剂包括氢氧化铝、氧化磷、红磷、氧化锆磷酸盐等。
这些无机磷系阻燃剂的阻燃效果好、热稳定性高，但缺点是制备过程中复杂，生产成本较高。
磷系阻燃剂在聚氨酯中起到的作用机理复杂。
一般来说，磷系阻燃剂作为两种化合物之间的催化剂，通过以下机理实现阻燃作用。
阻燃水性聚氨酯的合成与性能研究
收稿 日期 ：２０１５－１２－１０ 作者简介 ：宋海香 （１９６６－），女 ，安 阳工 学院教授 ，博士 ，研 究方 向：水性聚氨酯的合成和应用研 究。
多元 醇 或 聚酯 多 元 醇 ，与异 氰 酸 酯反 应 ，再 经过 中 和乳 化 ，得 到 阻燃水 性 聚氨酯 １２－１６］。
本文 以聚氧 化丙 烯二 醇 （ＰＰＧ）、异 佛 尔酮 二异 氰 酸酯 （ＩＰＤＩ）和 甲苯 二 异 氰 酸酯 （ＴＤＩ），二 羟 甲基 丙酸（ＤＭＰＡ）等为基本原料 ，利用阻燃剂 ＦＲ一６００， 通过共 混 的方 法将 阻燃元素 引入到 ＷＰＵ中 ，得到一 系列不 同改 『生程度 的ＩＰＤＩ型和 ＴＤＩ型阻燃 ＷＰＵ。 １实验 部分 １．１实验 药 品与仪 器 １．１．１主要 实验 药品
根 据 阻燃 剂 在 ＷＰＵ中的存 在方 式 ，可 以将 阻 燃 ＷＰＵ分 为共混 复 配型 和反 应 型两 大类 。在 共混 复 配 型 阻 燃 ＷＰＵ中 ，阻 燃 剂 以 物 理 方 式 分 散 在 ＷＰＵ中 ，主要 通过加入相关 的助剂和特殊的制备 工 艺 ，使 ＷＰＵ乳 胶对 阻燃 成 分进 行 吸附 和包 覆 ，从 而 得 到稳 定 的阻燃 ＷＰＵ乳 液 ，ＷＰＵ阻燃 性 能 得 到 提高 ；姚路路 研 究 了填充型和膨胀型阻燃剂与 ＷＰＵ进行复配后的综合性能 ，表明填充型 ＷＰＵ阻 燃涂料阻燃效果不佳 ，而膨胀型 ＷＰＵ阻燃涂料有 较 好 的 阻燃效 果 ；殷 锦捷 等［９１，徐 晓光 等ｎ 以三聚 氰 胺 、季戊 四醇为 阻燃剂 ，制备 了一种阻燃涂料 ，其 耐高温 、阻燃性能 明显提升；王萃萃等 －－采用本体 复合法制备 ＷＰＵ／ＯＭＴ／ＬＤＨ纳米复合材料 ，通过测 试其氧指数表 明这种混合阻燃剂对提高ＷＰＵ的阻 燃性能有 良好 的效果 。反应型阻燃水性 聚氨酯按 阻燃 剂 作 为 聚氨 酯 的结 构 单元 的不 同大致 可 分 为 软 段 阻燃 改性 和 硬段 阻 燃 改 性 两 种 ，硬 段 阻燃 改 性 是 将 反应 型阻燃 剂作 为 扩链 剂 或 固化 剂 引入 到 水性 聚氨 酯 中，软段 阻燃 改性是先将反应 型阻燃 剂 与 其 他试 剂 合 成 出带 有 阻燃 元 素 的 大分 子 聚 醚 多元醇或 聚酯多元醇 ，然 后部分 或全部 替代 聚醚
新型氮磷阻燃剂在水性聚氨酯中的应用研究
新型氮磷阻燃剂在水性聚氨酯中的应用研究
扈乐成;翁永根;秦静;冯练享;张月;曲家乐;段宝荣
【期刊名称】《皮革与化工》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】水性聚氨酯材料因其具有优异的耐热性和力学性能,被广泛用于涂料、泡沫、塑料等领域,但其极易燃烧,限制了其应用,采用聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,自制阻燃剂DOPO-MA-DIPA为一次扩链剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为二次扩链剂,通过预聚体法成功制备阻燃水性聚氨酯;用傅里叶红外光谱仪对阻燃剂和聚氨酯进行了表征,并对阻燃剂的剩炭率、膨胀高度进行了测试。
采用氧指数法、垂直燃烧法和水平燃烧法对聚氨酯阻燃性进行研究,结果发现,当阻燃剂的添加量达到聚氨酯有效成分的6%时,聚氨酯的极限氧指数从22.7%提升至27.7%,水平燃烧测试无熔滴产生,阻燃性显著提高。
【总页数】6页(P16-21)
【作者】扈乐成;翁永根;秦静;冯练享;张月;曲家乐;段宝荣
【作者单位】烟台大学化学化工学院皮革与蛋白质实验室;山东全杰皮革研究所有限公司;齐河力厚化工有限公司;滨州医学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ314.248
【相关文献】
1.新型磷-氮复合膨胀型活性阻燃剂的合成及在挠性覆铜板中的应用研究
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有机磷阻燃改性水性聚氨酯
Vol.23No.32010年9月功 能 高 分 子 学 报Journal of Functional Polymer s 收稿日期:2010207208作者简介:王萃萃(19852),女,山东聊城人,硕士生,主要研究方向:水基高分子。
E 2m ail:wangcui19850422@ 通讯联系人:许戈文,E 2mail:xugw@ 有机磷阻燃改性水性聚氨酯王萃萃, 戴 震, 黄毅萍, 许戈文(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230039)摘 要: 以聚醚(N 2210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本单体,[(双(22羟乙基)氨基)甲基]磷酸二乙酯(FRC 26)、一缩二乙二醇(EX)为扩链剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,32(22氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH 2602)为后扩链剂,合成了一系列有机磷(P)阻燃改性的水性聚氨酯乳液。
研究表明:随着FRC 26用量的增加,聚氨酯(PU )的起始热分解温度降低,但热释放速率也降低,而PU 的阻燃性能得到很大的提高。
当FRC 26中P 的含量占预聚体的质量分数为2.31%时,其氧指数为28%,垂直燃烧测试显示PU 的阻燃性能已达到U L 294V 22级。
关键词: 水性聚氨酯;阻燃;改性;氧指数中图分类号: O631 文献标志码: A 文章编号: 100829357(2010)0320285206Waterborne Polyurethane Modified with OrganicPhosphorus of Flame RetardantWA NG Cui 2cui, DA I Zhen, H UANG Yi 2ping, XU Ge 2wen(Key Labor atory of Environment 2Friendly Polymer Materials of Anhui Province,School of Chemistr y and Chemical Engineering,Anhui University,H efei 23009,China)Abstr act: A series of waterborne polyurethane (WPU )emulsions,which were modified with or ganic phosphorus (P)of flame retardant,were synthesized by changing the amount of FRC 26.Polyether 210(N 2210),isophorone diisocyanate (IPDI),[(bis (22hydroxyethyl)amino)methyl]diethyl (FRC 26)and diethylene glycol (EX),dimethylol propionic acid (DMPA),and 32(22aminoethyl)aminopropyl methyl dimethoxy silane (KH 2602)were used as the basic monomer,chain extender ,hydrophilic chain extender and a kind of chain extenders which was added after emulsifing,respectively.The results showed that both thermal decomposition temperatur e and heat release rate of polyurethane(PU)were reduced,while the flame retardant of PU was improved greatly with the increase of FRC 26.T he oxygen index was 28%and vertical bur n test indicated that the flame retardancy of polyurethane had reached UL 294V 22,when the P content within FRC 26was 2.31%in the prepolymer.Key words: waterborne polyurethane;flame retar dant;modification;oxygen index水性聚氨酯以水为介质,由于水不燃、不爆、无毒、无味,不污染环境,不会危害操作人员的身体健康,能显著降低产品的成本,故越来越引起人们的重视[122]。
氮磷协效阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热解特性的影响
２１年， ３ ０ １ 第 ９卷 ， ４期 第
氮 磷 协 效 阻燃 剂 对 软 质 聚 氨 酯 泡 沫 热 解 特 性 的 影 响
高亚萍 王 晓
０５０ ６ ００） （ 国人 民武装 警 察 部 队 学 院 ， 坊 中 廊
摘要
பைடு நூலகம்
选 用 两组 不 同的 氮磷 协 效 阻燃 剂 配 制 不 同磷 氮 比例 的 阻燃 剂 溶 液 ， 浸 渍 阻燃 的 方 法 制 备 了 阻 燃 软 质 用
对 值 即 为 失 重 速 率 。 由 图 １可 以看 出 ， 通 软 质 普
（ Ｈ Ｈ Ｐ 、 酸铵 ［ Ｎ ：Ｏ ］ 化 学纯 ， Ｎ Ｏ ）硫 （ Ｈ ）Ｓ ： 市售 。
１ ２ 主 要 设 备 、 器 ． 仪
Ｐ Ｒ泡沫 的热解 过程 由两个 失重 阶 段组 成 ， 应 的 Ｕ 对
Ｐ ０ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｕ Ｕ ｌ Ｕ ２ Ｕ３ Ｕ ４ Ｕ５ Ｕ ６
１４ ．
性 能 测 试
剂 阻燃前后 软质 Ｐ Ｒ泡 沫热解特 性 的变 化 ， 究 阻 Ｕ 研
燃 剂种类及 磷氮 比例对 Ｐ Ｒ阻燃 效 果 的影 响 ， 出 Ｕ 找 较 优阻燃 剂及其最 适 磷 氮 比例 ， 为磷 氮协 效 阻燃 剂
质 Ｐ Ｒ泡 沫塑料 进 行 阻燃 非 常 必要 。在 软质 Ｐ Ｒ Ｕ Ｕ 泡沫 的阻燃工艺 中 ， 燃剂 的种 类 和磷 氮 比例 是 影 阻
．
磷 氮 比
表 １ 阻燃 剂 磷 氮 比例 及 试 样 编 号 空 白样
１ ０ ｌ ０ ５ ｌ ｌ １ １ ５ ｌ２ １ ２ ５ ： ：． ： ：． ： ： ．
（） １ 阻燃剂 的配 制
磷氮系木材阻燃剂的优点
磷氮系⽊材阻燃剂的优点
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阻燃聚氨酯材料的制备和性能研究
阻燃聚氨酯材料的制备和性能研究随着科技的飞速发展，人类对于材料的需求也越来越高，其中，阻燃材料作为一种重要的功能材料，被广泛应用于电子、建筑、汽车、航空等领域。
阻燃聚氨酯材料是一种具有良好阻燃性能的材料，主要是通过添加阻燃剂来提高材料的阻燃性能。
下面本文将介绍阻燃聚氨酯材料的制备以及其性能研究。
一、阻燃聚氨酯材料的制备阻燃聚氨酯材料的制备主要是通过添加阻燃剂来提高材料的阻燃性能。
多种阻燃剂被用于阻燃聚氨酯的制备，包括氧化镁、六价铬、磷酸铝、硼酸和氢氧化铝等。
其中，氧化镁是一种常用的阻燃剂，其主要机理是在高温条件下与燃烧产生的盐酸反应生成氯化镁，从而抑制材料的燃烧。
同时，还可以添加其他助燃剂如聚乙烯醇、硅酸铝等来提高材料的阻燃性能。
阻燃聚氨酯材料的制备方法有多种，如溶液共聚法、悬浮水相聚合法、熔体聚合法等。
其中，熔融聚合法是一种简单易操作的制备方法，其步骤为聚合物材料加热至熔融状态，然后添加阻燃剂和其他助剂，搅拌均匀后冷却固化得到阻燃聚氨酯材料。
此外，溶液法还可以制备具有结构多样性的阻燃聚氨酯材料。
二、阻燃聚氨酯材料的性能研究阻燃聚氨酯材料的性能研究是评价其阻燃性能和应用价值的重要手段。
在材料的性能研究中，主要涉及以下方面。
1. 阻燃性能的测试评价材料的阻燃性能是阻燃聚氨酯材料性能研究的重要方面之一。
目前，常用的阻燃性能测试方法包括限氧指数、垂直燃烧、水平燃烧、热重分析、热释放率等。
其中，限氧指数是一种常用的阻燃性能测试方法，其原理是在一个特定的氧气浓度下，材料能够保持燃烧，该浓度即为限氧指数。
垂直燃烧和水平燃烧测试是一种常用的实际应用测试方法，通过测试材料在燃烧过程中的火焰传播情况来评价其阻燃性能。
热重分析和热释放率测试是一种常用的研究材料燃烧机理的方法。
2. 结构性能的表征阻燃聚氨酯材料的结构性能是影响其阻燃性能和应用性能的重要因素之一。
主要涉及材料的分子结构、分子量、分子量分布等方面。
在结构性能的表征中，常用的手段包括核磁共振技术、红外光谱技术、紫外光谱技术等。