反应型阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响(4)
A.Lorenzetti等[11]探讨了磷酸盐对硬质PU泡沫塑料阻燃性能的影响，以磷酸铝(IPA)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、磷酸三乙酯（TEP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂，采用热重-质谱联用(TGA/MS)和热重-红外联用（TGA/FTIR）技术研究了不同价态的磷元素阻燃剂在硬质泡沫塑料中的阻燃作用机制。对阻燃剂分解的挥发性气体和残余物质进行了分析，结果表明：含磷阻燃剂TEP和DMPP主要在气相中发挥阻燃作用，其分解温度低于纯硬质泡沫塑料的分解温度。此外，通过分析得出低价态的磷阻燃剂(如IPA)可以通过凝聚相和气相发挥阻燃作用，而高氧化价态的磷阻燃剂(如APP)只在凝聚相发挥作用。
（2）反应型阻燃机理
反应型阻燃剂主要为分子结构中含有活性官能团和阻燃元素的有机化合物，其中活性官能团能参与PU合成反应，使阻燃剂分子通过化学结合成为PU泡沫塑料大分子链的一部分。这类阻燃剂具有与原料相容性好，对材料性能影响小，阻燃性能稳定，添加量少，阻燃效率高等优点。反应型阻燃剂在PU泡沫塑料燃烧时发挥阻燃作用，主要依据为以下两种因素中的一种或两种：一种是通过与原料之一进行化学反应而将阻燃元素或基团引入到分子主链上，使PU泡沫塑料具有阻燃性能；另外一种是通过与原料反应，将苯环等耐热的基团引入PU泡沫塑料的分子主链或者生成化学键能更高的共价键，从而提高基体的热稳定性，改善PU泡沫塑料的阻燃性能。目前，硬质PU泡沫塑料所用反应型阻燃剂研究较多的是含阻燃元素的醇和胺。PaciorekSJ等[12]研究了用N，N-二(亚甲基环氧基-2-羟乙基)尿素和硼酸衍生物制备含硼的多元醇有机物，作为硬质泡沫塑料的反应型阻燃剂，研究发现：与标准硬质泡沫塑料相比较，添加阻燃聚醚多元醇后的硬质泡沫塑料，其物理力学性能和阻燃性能都得到了提高；而且随着含硼多元醇添加量的增加，其压缩强度显著提高，当添加4%的含硼多元醇，硬质泡沫塑料的压缩强度可达398.7kPa。通过火焰测试得出：添加含硼多元醇的硬质泡沫塑料可以达到自熄级别，其保留量可达91.2%，而标准硬质泡沫塑料样品的保留量只有67.3%。
1.4 反应型阻燃剂改性
聚氨酯所用的反应型阻燃剂多为含阻燃元素（如磷、氮、硅和卤素等）的多元醇。其作为一种反应单体参与反应，可以使聚氨酯本身含有阻燃成分，故对材料的性能影响小、稳定性好。含磷的异氰酸酯也是一种反应型阻燃剂，但其产品和研究都很少。这类阻燃剂主要有四溴邻苯二甲酸酯二醇、含溴多元醇、芳香族含溴二醇、三（一缩二丙二醇）亚磷酸酯、N，N-二（2-羟乙基）氨甲基磷酸二乙酯、含磷反应型阻燃剂An-tiblazePR82、卤代聚醚多元醇IxolM125、无卤含磷多元醇ExolitOP550、有机磷卤化合物反应型阻燃剂FRT-4、四溴双酚A双羟基乙基醚等。
反应型的阻燃剂一般是与聚氨酯共聚或接枝，故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。
1.4.1 软段阻燃改性
软段阻燃改性通常是先将反应型阻燃剂与其他试剂合成出含有阻燃元素的聚酯多元醇或聚醚多元醇，然后全部或部分替代聚酯多元醇或聚醚多元醇，再使之与异氰酸酯反应，得到阻燃聚氨酯。
王炜等[13]用含磷、卤素阻燃聚醚多元醇代替部分环氧丙烷（PPG），与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应，再用亚硫酸氢钠对-NCO基团封端，得到封端型的水性聚氨酯。用该阻燃水性聚氨酯对纯棉织物和涤纶织物进行阻燃整理，整理剂用量为60g/L时，皂洗前阻燃可达到GB/T5455-1997中B1标准。
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