反应型阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能影响(3)
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2）发泡反应
聚氨酯硬泡的发泡有两种方法，一种是物理发泡，即低沸点化合物通过反应放出的热量汽化而达到发泡的目的；另一种是化学发泡，即利用水与异氰酸酯发生化学反应产生大量CO2充当发泡剂，从而使聚合物产生孔洞并发泡。
化学发泡中，首先异氰酸酯与水反应生成氨基甲酸化合物，然后分解为二氧化碳和胺（反应1-2）。胺基化合物进一步与异氰酸酯反应，生成脲基聚合物（反应1-3），且脲键极性大，链段为刚性，增大了聚氨酯泡沫塑料的脆性。
3）交联反应
在聚氨酯硬泡合成过程中，活泼氢与过量的异氰酸酯反应，生成脲基甲酸酯聚合物（反应1-4）；生成的脲基聚合物也与多余的异氰酸酯发生碳氮加成反应，生成缩二脲（反应1-5）。这两个反应即为聚氨酯泡沫塑料合成过程中的交联反应（又称凝胶反应），提高了聚氨酯泡沫的热稳定性和力学性能。
1.1.2 聚氨酯硬泡的特性
随着国内节能减排条令的不断推出以及国际绿色环保要求的不断提高，硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑业、交通运输业等其它方面得到广泛的关注和应用，特别是在保温材料领域[5-6]。硬质聚氨酯泡沫塑料得到如此的亲睐离不开以下几个主要性能：
1.保温隔热性能：导热系数为在稳定条件下1m 厚物体两侧表面温差1k，1h 时间，一平米面积传递的热量。而聚氨酯硬泡的导热系数为 0.017-0.024w/m•k，明显的低于其他材料。密度大于30kg/m3 的硬泡为多面体的闭孔结构，气泡内的气体导热性能极低，导热系数小于0.015，气泡的气体不流通。用喷涂硬泡做墙体保温材料。
2.稳定性能：聚氨酯硬泡在±70℃温差变化下，空气潮湿度45%-75%环境下尺寸变化率小于1%，其原因为气泡内的气体在这种环境下，体积不发生变化，网络骨架（气泡壁）很薄是由硬泡基料异氢酸酯固化构成，变形可忽略不计，聚氨酯系有机高分子材料，耐腐蚀能力级强，在酸雨条件下，CO2的作用下不会发生变化。
3.防水性能：①吸水率：因聚氨酯硬泡为闭孔结构，闭孔率大于92%，自结皮闭孔100%，吸水率大小与密度有关，密度愈大吸水率愈小。②抗渗性能：聚氨酯硬泡本身吸水率极小，在静水压工作条件下，可承受1000mm水柱24h渗透，深度小于5mm，聚氨酯硬泡材料既可做保温层，又可起到防水作用。
1.2 聚氨酯硬泡燃烧过程及阻燃机理
1.2.1 聚氨酯硬泡的燃烧过程
通常，聚氨酯硬泡的燃烧过程可以分为三个阶段，第一阶段为氨基甲酸酯基团的分解，首先在聚合物受热分解时，氨基甲酸酯基团在150-200℃下分解生成对应的异氰酸酯和醇类，并在200-250℃下分解成胺类、烯烃和二氧化碳，且氨基甲酸酯基团脱去一分子二氧化碳生成相应的仲胺结构；第二阶段为温度升高至400℃以上时，第一阶段产生的醇类进一步分解，生成甲烷、乙烷、乙烯等[7-8]，同时在聚合物表面生成炭层；第三阶段为温度继续升高时，聚氨酯硬泡分解初期产生的炭层中不稳定结构的分解，主要包括含氧结构分解断裂形成一氧化碳等。燃烧过程产生的热量反馈回聚氨酯硬泡基体，继续促使泡沫材料分解，进一步产生可燃气体文持燃烧反应的进行，这样一直循环下去，直到泡沫材料燃烧完为止[9-10]。
由此可见，聚合物的燃烧是由聚合物受热分解—可燃气体的释放—燃烧—热量反馈—聚合物受热分解这样的循环过程构成的，且其中每一个阶段都不是孤立存在的。因此，阻燃就是要破坏聚合物的燃烧过程，将热量、氧气和可燃性气体三者全部或部分与聚合物材料隔离，以发挥阻燃效果。