大分子含磷阻燃剂在软质聚氨酯泡沫阻燃中的应用

曾富容，赵海波，王玉忠*

（四川大学化学学院，环保型高分子材料国家地方联合工程实验室，教育部环境与火安全高分子材料协同创新中心，环境友好高 分子材料教育部工程研究中心，成都 610064. E-mail: polymers@vip.126.com; Tel: 028-85410755）

关键词 含磷阻燃剂；本征阻燃；软质聚氨酯泡沫

1 引言

软质聚氨酯泡沫(Flexible polyurethane foam，FPUF)是用量最大的聚氨酯材料，因其具有密度低、比强度大、回弹性好的优点，被广泛用作交通工具座椅坐垫、家具垫材、隔音防震等材料[1]。然而，FPUF 是富含可燃碳氢链段的多孔结构，自身氧指数仅为 14-18%，高度易燃的特性使其极易引发火灾，对人民生命财产造成严重威胁[2]。因此，设计制备力学性能保持的阻燃FPUF 具有重要的科学意义和实用价值。

2 实验部分

首先对大分子结构进行含磷修饰，得到磷元素质量含量为 11.2%的含磷大分子阻燃剂 GP， 将其与聚醚多元醇混合，加入异腈酸酯，高速搅拌均匀后倒入模具中，自由发泡得到不同添加量的 GPx-FPUF(x 表示磷元素相比于聚醚多元醇的质量含量)。

3 结果与讨论

3.1 GPx-FPUF 的阻燃性能

FPUF 极易燃烧，其极限氧指数仅为 18%，不能通过 Cal T.B. 117 部分对家具垫材的燃烧等级要求。如 Fig.1 和 Table 1 所示，随着 GP 的加入，FPUF 的阻燃性能得到明显的提升。当磷元素的引入量仅为 0.56wt%时，GP0.56-FPUF 的氧指数为 21.0%，可以离火即熄，炭层长度小于

35.0 mm，通过 Cal T. B. 117 标准的燃烧等级要求，表现出极高的阻燃效率。此外，峰值热释放速率随 GP 的加入降低了 11.0%( Table 2)。

3.2 GPx-FPUF 的力学性能

Fig. 2 和 Table 3 对比分析了 neat FPUF 和 GPx-FPUF 应力-应变行为的差异。随着 GP 添加量的增加，形成更多的交联 络骨架，压缩强度显著增加，其中 GP1.12-FPUF 的压缩强度提高了约 84%。进行 50%的压缩形变，循环 10 圈测试后，形变回复率和强度回复率分别大于 97% 和 92%，表现出极好的力学回弹性能。

4结论

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