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材料开发与应用
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不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻
燃性能影响的研究
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(延安大学化工学院,陕西延安*;陕西省化学反应工程重点实验室,陕西延安*)!)!("""’)!("""摘要:以不同系的多种阻燃剂添加于聚氨酯软质泡沫塑料(简称聚氨酯软泡),进行部分物性和阻燃性能的对比试验,结果表明,大分子量的含磷类阻燃剂对软泡阻燃效果最好,且对其物理性能影响较小。关键词:聚氨酯;软质泡沫;阻燃剂中图分类号:+,#’-)#
文献标识码:.
聚氨酯是一类分子链中含有氨基甲酸酯基团(01的高聚物。随着合成时原料、助剂23440)及工艺条件的不同,可以合成性能各异的产品,诸如泡沫塑料、橡胶、涂料、黏合剂、弹性纤维等。聚氨酯软质泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一,由于弹性好,比强度高及密度小等其它材料无可比拟的优点,被大量应用于家具、交通运输、地毯底衬及其它领域作垫材。但聚氨酯软泡也有明显的缺陷,即易燃,存在着火危险性的问题。美国、德国等许多国家规定所用的泡沫塑料一定要阻燃,并把材料的阻燃效果作为控制进口的条
[]’件。一些发达国家早已着手研究阻燃性聚氨酯
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由于聚氨酯软泡由多组分合成,且各个组分对其性能影响很大,所以必须先确定出制备聚氨酯软泡的配方。通过正交试验所确定的配方如下:
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垫产品,其氧指数高达#(一般聚氨酯软泡氧";
[]%。相比较而言,我国阻燃剂的指数小于!/;)
发展起步较晚,阻燃剂生产开发还处于初步阶段,目前尚未形成完整的工业体系。随着聚氨酯软泡制品的大量应用以及国家和消费者对着火危险性的重视,加之对聚氨酯软泡实施阻燃难度较大,迫切需要针对提高聚氨酯软泡的阻燃性开展一些研究工作。
本文选取不同系的几种典型阻燃剂,对其在聚氨酯软泡上的作用进行了对比研究。
收稿日期:’""%$!’$"%万方数据
作者简介:张理平,男,副教授,主要从事化工工艺及材料研究!/("年生,
第#!卷第$期
张理平等:不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究
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依此配方为基础,通过改变阻燃剂品种与用量,按发泡工艺程序操作,就可制得阻燃软泡试样。
!"#"#发泡工艺
采用一步法发泡工艺,按配方量依次将聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂和发泡剂(对阻燃聚氨酯软泡,还要加入阻燃剂)加入塑料反应杯中,在高速电动搅拌下使其充分混匀;在搅拌状态下,快速将异氰酸酯加入,继续搅拌,直到混合液颜色即将发白时倒入模具;在泡沫发起并固化后,将其移入保温箱进行熟化;最后脱模即得聚氨酯泡体试样。工艺条件为:搅拌速度$/;熟化温%&&’()*度+熟化时间#。&,;-!"$试样的物性试验
为了考察阻燃剂对软泡物理力学性能的影响,参照.《泡沫塑料和橡胶表观(体/0$+$1!22%
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以氧指数作为试样燃烧性能的评价指标。
参照.《塑料燃烧性能试验方法/#+&01!22$氧指数法》,采用日本341!型燃烧试验仪进行氧指数测定。
#结果与讨论
#"!阻燃剂对软泡物理性能的影响
阻燃剂的种类及添加量对软泡密度的影响见表!。一般来说,发泡剂用量与发泡工艺是影响聚氨酯软泡密度的主要因素,但从表!可以看出,在该试验所采用的范围内,阻燃剂品种和添加量对软泡密度影响差异不大。
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注:)质量分数,以聚醚多元醇为准,下同。!
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于固态阻燃剂与混合料液相容性差。在$种液态阻燃剂9,:和9中,由于前二者属:;;:;!9#$反应型阻燃剂,在聚合物形成过程中参与交链反应,因而对软泡物性改变上要明显小于后者。
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#"#阻燃剂对软泡燃烧性能的影响
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万方数据
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材料开发与应用
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月
形成结炭固体覆盖层,氢氧化铝的阻燃作用在于它能形成三氧化二铝固态保护层及吸热降温。与推测的一样,该类阻燃剂在%&软泡中阻燃作用较小,说明了对多孔洞和密度小的软泡体类聚合体来说,固体覆盖层在高聚物表面并不易形成,因此,固态覆盖效应在聚氨酯软泡的阻燃作用并不大。
图!软泡阻燃剂含量与氧指数关系
同,随阻燃剂含量的变化,阻燃作用变化规律也不和一样。当各阻燃剂含量达到"#$时,%&’!阻燃的软泡,氧指数分别由空白样(未加阻%&’(燃剂软泡)的!)*+$增加到了(,*)$和(,*#$,的氧即氧指数分别提高了)*($和-*+$,%&’"
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软泡的阻燃效果最好。因此,对聚氨酯软泡阻燃剂的研制和开发重点应放在磷系阻燃剂上,且应以大分子量的反应型阻燃剂为主攻方向。参考文献:
[]方禹声,朱吕民,等*聚氨酯泡沫塑料(第(版)[.]!*
北京:化学工业出版社,!//,*
[]丁桂英,何政论*阻燃聚氨酯泡沫塑料[]化学与粘(0*
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[]朱广军,潘苏,蒋德炉*聚氨酯泡沫塑料的阻燃[]+0*
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[]徐应麟,王元宏,高国梁*高聚物材料的实用阻燃剂-技术[.]北京:化学工业出版社,*!/1)*
燃烧过程中与聚合物或周围环境的氧相互作用生成磷酸、偏磷酸和聚偏磷酸等一系列衍生物,这些玻璃状的液态衍生物热稳定性高,可在高聚物的表面形成一层隔离膜。它的形成,既可以阻挡火焰区热量传入使高聚物分解,又可阻挡分解出的可燃气进入火焰区,况且高聚物分解和可燃气燃烧往往是相互促进的或相互消弱的,所以这一液膜覆盖层的形成,必然促进阻燃作用的大幅度提且磷卤相加总量高。%&’"虽亦为磷卤阻燃剂,
但因其含磷量小并不比%&’&’!和%(低,(,不能有效地形成液膜覆盖层,因!*!$!!*,$)
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万方数据
不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
张理平, 王俏, ZHANG Li-ping, WANG Qiao
延安大学化工学院,陕西,延安,716000;陕西省化学反应工程重点实验室,陕西,延安,716000
材料开发与应用
DEVELOPMENT AND APPLICATION OF MATERIALS2006,21(3)3次
参考文献(6条)
1.方禹声.朱吕民 聚氨酯泡沫塑料 19942.丁桂英.何政论 阻燃聚氨酯泡沫塑料 1992(03)3.刘汉虎 国外阻燃技术进展 1990(03)
4.Creyf H.Fishbein J Advance of flexible polyuretha-ne foam technology 1986(05)5.朱广军.潘苏.蒋德炉 聚氨酯泡沫塑料的阻燃 1994(01)6.徐应麟.王元宏.高国梁 高聚物材料的实用阻燃剂技术 1987
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5.会议论文 李德徽.郑晓秋.徐明艳.张宝林 聚醚多元醇JH-3034B制备聚氨酯软质泡沫的研究 2004
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引证文献(3条)
1.钟柳.刘治国.欧育湘 新型含卤磷酸酯阻燃剂的合成、表征和应用[期刊论文]-塑料 2008(5)
2.彭华乔.夏祖西.于新华.苏正良 软质聚氨酯泡沫无卤阻燃研究进展[期刊论文]-化工新型材料 2008(8)3.董金路.曹宏斌.张懿 阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备[期刊论文]-中国塑料 2007(12)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_clkfyyy200603002.aspx授权使用:中北大学(zbdxtsg),授权号:0203c18a-0c5d-4dc0-89fd-9e9f01453196
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不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻
燃性能影响的研究
’,张理平!,王
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(延安大学化工学院,陕西延安*;陕西省化学反应工程重点实验室,陕西延安*)!)!("""’)!("""摘要:以不同系的多种阻燃剂添加于聚氨酯软质泡沫塑料(简称聚氨酯软泡),进行部分物性和阻燃性能的对比试验,结果表明,大分子量的含磷类阻燃剂对软泡阻燃效果最好,且对其物理性能影响较小。关键词:聚氨酯;软质泡沫;阻燃剂中图分类号:+,#’-)#
文献标识码:.
聚氨酯是一类分子链中含有氨基甲酸酯基团(01的高聚物。随着合成时原料、助剂23440)及工艺条件的不同,可以合成性能各异的产品,诸如泡沫塑料、橡胶、涂料、黏合剂、弹性纤维等。聚氨酯软质泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一,由于弹性好,比强度高及密度小等其它材料无可比拟的优点,被大量应用于家具、交通运输、地毯底衬及其它领域作垫材。但聚氨酯软泡也有明显的缺陷,即易燃,存在着火危险性的问题。美国、德国等许多国家规定所用的泡沫塑料一定要阻燃,并把材料的阻燃效果作为控制进口的条
[]’件。一些发达国家早已着手研究阻燃性聚氨酯
!试验
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聚氨酯软泡原料及助剂:聚醚多元醇();泡沫:.14=#"!")?@ABCDEA+-"
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由于聚氨酯软泡由多组分合成,且各个组分对其性能影响很大,所以必须先确定出制备聚氨酯软泡的配方。通过正交试验所确定的配方如下:
聚醚多元醇:异氰酸酯(指数):锡催化剂:胺催化剂:泡沫稳定剂:发泡剂:
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泡沫塑料,并取得较大进展,从自熄型发展到难燃
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垫产品,其氧指数高达#(一般聚氨酯软泡氧";
[]%。相比较而言,我国阻燃剂的指数小于!/;)
发展起步较晚,阻燃剂生产开发还处于初步阶段,目前尚未形成完整的工业体系。随着聚氨酯软泡制品的大量应用以及国家和消费者对着火危险性的重视,加之对聚氨酯软泡实施阻燃难度较大,迫切需要针对提高聚氨酯软泡的阻燃性开展一些研究工作。
本文选取不同系的几种典型阻燃剂,对其在聚氨酯软泡上的作用进行了对比研究。
收稿日期:’""%$!’$"%万方数据
作者简介:张理平,男,副教授,主要从事化工工艺及材料研究!/("年生,
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张理平等:不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究
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依此配方为基础,通过改变阻燃剂品种与用量,按发泡工艺程序操作,就可制得阻燃软泡试样。
!"#"#发泡工艺
采用一步法发泡工艺,按配方量依次将聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂和发泡剂(对阻燃聚氨酯软泡,还要加入阻燃剂)加入塑料反应杯中,在高速电动搅拌下使其充分混匀;在搅拌状态下,快速将异氰酸酯加入,继续搅拌,直到混合液颜色即将发白时倒入模具;在泡沫发起并固化后,将其移入保温箱进行熟化;最后脱模即得聚氨酯泡体试样。工艺条件为:搅拌速度$/;熟化温%&&’()*度+熟化时间#。&,;-!"$试样的物性试验
为了考察阻燃剂对软泡物理力学性能的影响,参照.《泡沫塑料和橡胶表观(体/0$+$1!22%
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以氧指数作为试样燃烧性能的评价指标。
参照.《塑料燃烧性能试验方法/#+&01!22$氧指数法》,采用日本341!型燃烧试验仪进行氧指数测定。
#结果与讨论
#"!阻燃剂对软泡物理性能的影响
阻燃剂的种类及添加量对软泡密度的影响见表!。一般来说,发泡剂用量与发泡工艺是影响聚氨酯软泡密度的主要因素,但从表!可以看出,在该试验所采用的范围内,阻燃剂品种和添加量对软泡密度影响差异不大。
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表!阻燃剂及添加量与软泡密度关系表
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注:)质量分数,以聚醚多元醇为准,下同。!
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#"#阻燃剂对软泡燃烧性能的影响
测定加入不同阻燃剂所得的聚氨酯软泡试样
万方数据
的氧指数值,结果如图!所示。由该图可见,不同的阻燃剂在聚氨酯软泡中的阻燃作用各不相
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材料开发与应用
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形成结炭固体覆盖层,氢氧化铝的阻燃作用在于它能形成三氧化二铝固态保护层及吸热降温。与推测的一样,该类阻燃剂在%&软泡中阻燃作用较小,说明了对多孔洞和密度小的软泡体类聚合体来说,固体覆盖层在高聚物表面并不易形成,因此,固态覆盖效应在聚氨酯软泡的阻燃作用并不大。
图!软泡阻燃剂含量与氧指数关系
同,随阻燃剂含量的变化,阻燃作用变化规律也不和一样。当各阻燃剂含量达到"#$时,%&’!阻燃的软泡,氧指数分别由空白样(未加阻%&’(燃剂软泡)的!)*+$增加到了(,*)$和(,*#$,的氧即氧指数分别提高了)*($和-*+$,%&’"
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指数只提高了(磷能在*+$。按照阻燃机理-,
"结论
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的影响液态阻燃剂明显小于固态阻燃剂;大分子量的反应型阻燃剂明显小于添加型阻燃剂。)磷系阻燃剂可形成液态覆盖层,对聚氨酯((
软泡的阻燃效果最好。因此,对聚氨酯软泡阻燃剂的研制和开发重点应放在磷系阻燃剂上,且应以大分子量的反应型阻燃剂为主攻方向。参考文献:
[]方禹声,朱吕民,等*聚氨酯泡沫塑料(第(版)[.]!*
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[]丁桂英,何政论*阻燃聚氨酯泡沫塑料[]化学与粘(0*
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[]刘汉虎*国外阻燃技术进展[]现代化工,,"0*!//#
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[]朱广军,潘苏,蒋德炉*聚氨酯泡沫塑料的阻燃[]+0*
上海化工,(,):!//,!""!")*
[]徐应麟,王元宏,高国梁*高聚物材料的实用阻燃剂-技术[.]北京:化学工业出版社,*!/1)*
燃烧过程中与聚合物或周围环境的氧相互作用生成磷酸、偏磷酸和聚偏磷酸等一系列衍生物,这些玻璃状的液态衍生物热稳定性高,可在高聚物的表面形成一层隔离膜。它的形成,既可以阻挡火焰区热量传入使高聚物分解,又可阻挡分解出的可燃气进入火焰区,况且高聚物分解和可燃气燃烧往往是相互促进的或相互消弱的,所以这一液膜覆盖层的形成,必然促进阻燃作用的大幅度提且磷卤相加总量高。%&’"虽亦为磷卤阻燃剂,
但因其含磷量小并不比%&’&’!和%(低,(,不能有效地形成液膜覆盖层,因!*!$!!*,$)
而阻燃作用要小得多。这说明在聚氨酯软泡阻燃中,液态膜覆盖效应才是最为重要的阻燃效应。
蜜胺和玉米淀粉的阻燃作用主要是它能催化
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万方数据
不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
张理平, 王俏, ZHANG Li-ping, WANG Qiao
延安大学化工学院,陕西,延安,716000;陕西省化学反应工程重点实验室,陕西,延安,716000
材料开发与应用
DEVELOPMENT AND APPLICATION OF MATERIALS2006,21(3)3次
参考文献(6条)
1.方禹声.朱吕民 聚氨酯泡沫塑料 19942.丁桂英.何政论 阻燃聚氨酯泡沫塑料 1992(03)3.刘汉虎 国外阻燃技术进展 1990(03)
4.Creyf H.Fishbein J Advance of flexible polyuretha-ne foam technology 1986(05)5.朱广军.潘苏.蒋德炉 聚氨酯泡沫塑料的阻燃 1994(01)6.徐应麟.王元宏.高国梁 高聚物材料的实用阻燃剂技术 1987
相似文献(10条)
1.期刊论文 张立英.顾尧 难燃聚氨酯软质泡沫的制备及性能研究 -聚氨酯工业2003,18(4)
用新型难燃接枝聚合物聚醚多元醇和聚醚多元醇3050的混合物与甲苯二异氰酸酯(TDI)自由发泡反应,制备了阻燃型聚氨酯软质泡沫.讨论了难燃接枝聚合物聚醚多元醇的用量对聚氨酯软质泡沫密度、氧指数和力学性能的影响.结果表明,随着难燃聚醚用量的增加,聚氨酯软质泡沫的阻燃性能提高,力学性能也有显著提高,泡沫体的密度降低.
2.期刊论文 李秉海.欧育湘.Li Binghai.Ou Yuxiang 飞机座椅垫用聚氨酯软质泡沫发展现状及适航标准 -聚氨酯工业2007,22(4)
简述了飞机座椅用聚氨酯软质泡沫的发展现状及阻燃聚氨酯软泡的研究进展,展望了用于飞机座椅的聚氨酯材料的市场和前景.详细介绍了美国联邦航空局(FAA)及空中客车公司适用于飞机座椅垫的适航标准.
3.会议论文 张义桃.徐俊.朱刚.田旭 钡铁氧体、炭黑填充聚氨酯软质泡沫基吸波材料性能的研究 2007
通过陶瓷法制备了M型钡铁氧体,并对其进行了X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)的表征,结果表明在1300℃下煅烧3h空冷后经研磨得到均匀的铁氧体粉末,经XRD分析为较纯单相钡铁氧体,从SEM可以看出钡铁氧体的形貌主要呈六角形分布。用聚氨酯软质泡沫为基材,分别充填铁氧体、碳粉以及他们的混合体,制备了平板,通过弓形反射法测量聚氨酯软质泡沫复合材料的微波吸收性能,测试频段为4~8GHz.实验表明,充填5g铁氧体和15g炭黑的平板具有良好的吸波效果,反射系数约为-7dB.
4.期刊论文 李德徽.郑晓秋.徐明艳.张宝林.LI De-hui.ZHENG Xiao-qiu.XU Ming-yan.ZHANG Bao-lin 聚醚多元醇JH-3034B制备聚氨酯软质泡沫的研究 -化学推进剂与高分子材料2005,3(3)
介绍锦化化工集团有限责任公司新产品JH-3034B性能特点,讨论了影响泡沫性能的各种因素,实验证明JH-3034B适用于软质泡沫.
5.会议论文 李德徽.郑晓秋.徐明艳.张宝林 聚醚多元醇JH-3034B制备聚氨酯软质泡沫的研究 2004
介绍锦化化工集团有限责任公司新产品JH-3034B性能特点,讨论了影响泡沫性能的各种因素,实验证明JH-3034B适用于软质泡沫。
6.期刊论文 马栋梁.Ma Dongliang 浅谈聚氨酯软泡生产过程中的安全防护 -广东化工2010,37(7)
聚氨酯软质泡沫因具有质轻、绝缘、隔音、保温、耐油、透气、无毒等优异的综合性能而得到广泛应用,但其极限氧指数很低,属易燃品,发生火灾后很难被控制.一旦发生火灾,不仅公司遭受很大损失,还会对环境造成很大的污染.聚氨酯软质泡沫在燃烧中会产生浓烟,对人的健康产生很大的影响.因此防范火灾是聚氨酯软质泡沫生产过程中的重点.
7.学位论文 王福君 有机填料增强聚氨酯软质泡沫性能的研究 2000
该论文研究聚合物聚醚多元醇(POP)中苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚粒子对聚氨酯软质泡 沫机械性能的影响.研究了加入第三单体α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯对POP粘度和稳定性的影响,并合成了不同粒子相结构的POP产品,包括不同苯乙苯/丙烯腈配比、不同特 性粘数和不同α-甲基苯乙烯的加入量;同时探索并确定了聚氨酯自由发泡体系的工艺条件 和合成配方了制备了一系列加入不同POP品种和用量的聚氨酯软质泡沫,并测定了泡沫的各 项机械性能.实验表明:聚氨酯泡沫的抗拉和抗压性能以及舒适度随着POP用量的增加而显 著提高,而回弹和压缩变定性能有所降低;POP中SAN粒子相组成中苯乙烯比例的降低有利于聚氨酯泡沫性能的改善,在保证粒子相中丙烯腈比例不增加的前提下,以一定量的α-甲基 苯乙烯替代苯乙烯,可以达到即降低聚合物聚醚体系粘度,保持其稳定性良好,又提高聚氨酯泡沫压缩应力的目的;当粒子相组成St/AN=6/4时,随着其特性粘数的提高,聚氨酯泡沫 的抗拉及抗压性能增强,而St/AN=7/3时,特性粘数的提高使泡沫的抗拉和压缩变定性能降 低,而对于其他性能无明显影响.
8.会议论文 李茂元.尹枫.郭祝君.王世光 低温性能优异的聚氨酯慢回弹软泡用聚醚MH-1800的开发 2005
由天津石化公司聚醚部自主开发研制的慢回弹软质聚氨酯泡沫用聚醚MH-1800,可使用通用的助剂,全TDI的发泡体系,生产出密度为
40~60kg/m3的慢回弹软质泡沫;如采用TDI/LK(液化MDI)的复合发泡体系,可生产出密度>60 kg/m3的慢回弹软质泡沫,其物理性能优异,特别在低温条件下,能保持常温时的物理性能,该项性能大大优于目前国内市场通用的进口聚醚原料所发的泡沫性能。
9.期刊论文 刘海东.徐建晖.刘红文.杨鸣波.何琦.Liu Haidong.Xu Jianhui.Liu Hongwen.Yang Mingbo.He Qi
聚氨酯软质泡沫的制备及其泡孔结构和吸油性能的研究 -聚氨酯工业2009,24(6)
采用全水发泡工艺,通过对配方的调节,研制了一种具有一定耐压强度和较好吸油性能的聚氨酯软质泡沫塑料.研究了催化剂配比及用量、泡沫稳定剂用量、粗MDI指数对聚氨酯软质泡沫吸油性能的影响.采用聚醚(N-220),当催化剂辛酸亚锡的质量份为0.20、催化剂A33的质量份为0.55、泡沫稳定剂有机硅油的质量份为1.0、粗MDI指数0.85左右、发泡剂去离子水的质量份为4~8时,所制备的聚氨酯泡沫泡孔结构和吸油效果较好.
10.期刊论文 王强.杨林.刘敏.WANG Qiang.YANG Lin.LIU Min 聚氨酯制品的应用现状及发展趋势 -辽宁化工2003,32(7)
说明了聚氨酯泡沫的种类,介绍了硬质泡沫、软质泡沫、弹性体泡沫及非泡沫制品在经济中的广泛应用;同时展示了我国聚氨酯的现状及其在未来的发展前景.
引证文献(3条)
1.钟柳.刘治国.欧育湘 新型含卤磷酸酯阻燃剂的合成、表征和应用[期刊论文]-塑料 2008(5)
2.彭华乔.夏祖西.于新华.苏正良 软质聚氨酯泡沫无卤阻燃研究进展[期刊论文]-化工新型材料 2008(8)3.董金路.曹宏斌.张懿 阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备[期刊论文]-中国塑料 2007(12)
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