酚醛—聚氨酯硬质组合泡沫的制备及其阻燃性研究

论文摘要

聚氨酯硬质泡沫具有良好的韧性和隔热保温性能,但其较差的阻燃性能阻碍其在建筑保温领域的推广,而酚醛泡沫具有很好的阻燃性,但其保温性和施工性较差。通过共聚的方式将聚氨酯和酚醛泡沫合成酚醛-聚氨酯硬质组合泡沫,合成新型建筑节能保温材料,其具有良好的阻燃性、保温性和加工性。本论文研究了酚醛-聚氨酯硬质组合泡沫的合成过程,合成了酚醛树脂多元醇、酚醛聚醚多元醇、改性酚醛树脂多元醇以及改性酚醛聚醚多元醇,并详细研究了其合成工艺,并对合成的多元醇进行了指标测试和结构表征。采用合成的改性酚醛聚醚多元醇,与通用聚醚（或聚酯多元醇）通过合适的配方组合,制备了泡沫性能和阻燃性能优异的酚醛-聚氨酯硬质组合泡沫,并对其进行了阻燃性能测试和泡沫表面形态及泡孔结构的表征。本论文对泡沫阻燃性的研究主要以氧指数和烟密度为测量指标,合成的组合泡沫氧指数可达36%以上,烟密度降低为15%以下,达到并超过国家对建筑材料的A2标准,泡沫性能优良,应用性强,具有较广的市场前景。通过燃烧产物的SEM分析,其燃烧表面生成的致密层可以有效抑制燃烧扩散,从而提高整体的阻燃性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 硬质聚氨酯泡沫概况及阻燃性研究
• 1.1.1 硬质聚氨酯泡沫的基本化学反应
• 1.1.2 硬质聚氨酯泡沫阻燃研究的国内外现状
• 1.1.3 聚氨酯阻燃技术的发展
• 1.2 酚醛泡沫概况
• 1.2.1 酚醛泡沫的合成
• 1.2.2 酚醛泡沫的阻燃性
• 1.3 酚醛-聚氨酯硬质组合泡沫
• 1.3.1 聚氨酯改性酚醛泡沫
• 1.3.2 酚醛改性聚氨酯多元醇的制备
• 1.3.3 合成工艺研究
• 1.4 论文研究的内容、目的、意义及方案
• 1.4.1 论文研究的目的和意义
• 1.4.2 主要的研究内容
• 1.4.3 主要的方案
• 2 实验过程
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 酚醛多元醇及其泡沫的合成
• 2.2 分析测试
• 2.2.1 羟值的测定
• 2.2.2 酸值的测定
• 2.2.3 pH值的测定
• 2.2.4 粘度的测定
• 2.2.5 水份含量的测定
• 2.2.6 游离酚含量的测定
• 2.2.7 多元醇分子量的测定
• 2.2.8 热失重分析
• 2.2.9 泡孔结构分析
• 2.3 泡沫性能检测
• 2.3.1 发泡参数的测定
• 2.3.2 密度的测定
• 2.3.3 尺寸稳定性的测定
• 2.3.4 压缩强度的测定
• 2.3.5 导热系数的测定
• 2.4 泡沫燃烧性能测试
• 2.4.1 氧指数测定
• 2.4.2 烟密度测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 酚醛树脂多元醇的合成
• 3.1.1 酚类原料的选择
• 3.1.2 反应温度对合成酚醛树脂多元醇性能的影响
• 3.1.3 酚醛摩尔比对合成酚醛树脂多元醇性能的影响
• 3.1.4 反应时间对合成酚醛树脂多元醇性能的影响
• 3.1.5 中止反应的方法
• 3.1.6 发泡参数比较
• 3.2 酚醛聚醚多元醇的合成
• 3.2.1 水份含量对反应过程的影响
• 3.2.2 水份含量对产品产率和外观的影响
• 3.2.3 水份对羟值、相对分子质量及其分布的影响
• 3.2.4 发泡参数比较
• 3.3 改性酚醛树脂多元醇的合成
• 3.3.1 不同醇胺对泡沫性能的影响
• 3.3.2 发泡参数比较
• 3.3.3 组合料性能
• 3.3.4 组合料储存稳定性变化
• 3.4 改性酚醛聚醚多元醇的合成
• 3.4.1 不同配比对合成产物结构分析
• 3.4.2 环氧丙烷加入量对泡沫性能的影响
• 3.5 酚醛-聚氨酯组合泡沫的制备
• 3.5.1 黑白料比例对泡沫性能的影响
• 3.5.2 阻燃剂的用量对泡沫性能的影响
• 3.5.3 水份和发泡剂对泡沫性能的影响
• 3.6 酚醛-聚氨酯硬质组合泡沫的分析与表征
• 3.6.1 泡沫表面形态分析
• 3.6.2 制备的各种泡沫塑料的表征
• 3.6.3 泡沫燃烧后的表面分析
• 3.7 改性酚醛聚醚多元醇的中试试验产品指标
• 3.8 高压发泡机试验性能检测报告
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献