秸秆/溴碳聚氨酯阻燃保温复合材料的研究

【摘要】：本文通过添加秸秆和阻燃剂以及在聚氨酯树脂中引入溴元素制备了以水为发泡剂的增强阻燃聚氨酯硬泡，既改善了硬泡的性能又使我国资源丰富的秸秆得到回收利用，达到了环保经济的要求。 采用二乙醇胺、自制四溴双酚A环氧树脂为原料合成了阻燃聚醚多元醇组分；采用TDI、PEG-400、TMP为原料，在二月桂酸二丁基锡的作用下，通过逐步聚合反应得到异氰酸酯组分，将两组分按一定比例配比进行发泡得到阻燃聚氨酯硬泡。实验结果表明，当二乙醇胺与溴化环氧树脂的摩尔比为0.75:1，反应温度控制在85℃，反应时间3h时，阻燃聚醚多元醇的羟值约为300mgKOH/g；当TDI、PEG-400、TMP的摩尔比为4.4:0.36:0.7，反应温度控制在60℃，反应时间3.5h时，测得的异氰酸酯含量为24.5%。用该两组分发泡制得聚氨酯硬泡。 利用热重分析仪(TGA)、SEM、水平燃烧测定仪等手段进行了表征，研究了异氰酸酯指数、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、秸秆以及阻燃剂等对材料性能的影响，结果表明：当异氰酸酯指数为1.1～1.2、发泡剂用量为1.0～1.2%、泡沫稳定剂用量为0.9～1.2%、催化剂用量为1.5～2.0%、秸秆添加量为5～7%、三聚氰胺用量为30%、聚磷酸铵用量为10～20%、氢氧化铝用量为30%、三氧化二锑用量为10%时，制得泡沫体的气泡均匀，吸热峰温度从294.8℃提高到303.8℃，导热系数为0.030w/m.k，压缩强度大于0.2MPa。 【关键词】：阻燃 保温 溴碳树脂 聚氨酯硬泡 全水发泡 秸秆
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ328.3
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 聚氨酯硬质泡沫塑料10-13
• 1.2.1 聚氨酯硬泡的定义及特点10-11
• 1.2.2 聚氨酯泡沫的发展11-12
• 1.2.3 聚氨酯硬泡的用途12-13
• 1.3 阻燃聚氨酯硬泡的研究13-17
• 1.3.1 聚氨酯硬泡的燃烧原理及阻燃机理13-14
• 1.3.2 聚氨酯硬泡阻燃的研究现状14-16
• 1.3.3 聚氨酯硬泡阻燃存在的问题及发展趋势16-17
• 1.4 增强聚氨酯硬泡的研究17-21
• 1.4.1 增强聚氨酯硬泡的研究背景17-19
• 1.4.2 秸秆增强聚氨酯硬泡的研究19-21
• 1.5 课题研究的目的及意义21-23
• 1.5.1 研究目的及意义21
• 1.5.2 研究内容21-23
• 第二章 溴碳树脂聚氨酯预聚中间体的合成23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-27
• 2.2.1 试剂和仪器23-24
• 2.2.2 溴碳树脂聚氨酯预聚中间体的合成原理24-26
• 2.2.3 实验过程26-27
• 2.3 结果与讨论27-32
• 2.3.1 溴碳聚氨酯羟基组分的制备27-31
• 2.3.2 溴碳聚氨酯 NCO 组分的制备31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第三章 溴碳聚氨酯硬泡的研制34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 实验部分34-37
• 3.2.1 实验用主要原材料34
• 3.2.2 实验仪器、设备34-35
• 3.2.3 实验原理35
• 3.2.4 全水发泡聚氨酯硬泡的制备35-36
• 3.2.5 聚氨酯硬泡的基础配方36
• 3.2.6 测试与表征36-37
• 3.3 实验结果与讨论37-45
• 3.3.1 水含量对聚氨酯硬泡性能的影响37-40
• 3.3.2 异氰酸酯指数对聚氨酯硬泡性能的影响40-42
• 3.3.3 复合催化剂对聚氨酯硬泡性能的影响42-44
• 3.3.4 泡沫稳定剂对聚氨酯硬泡性能的影响44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡性能的影响47-56
• 4.1 引言47
• 4.2 实验部分47-49
• 4.2.1 实验用主要原材料47-48
• 4.2.2 实验仪器、设备48
• 4.2.3 实验原理48
• 4.2.4 添加阻燃剂聚氨酯硬泡的制备48-49
• 4.2.5 添加阻燃剂聚氨酯硬泡的基础配方49
• 4.2.6 测试与表征49
• 4.3 实验结果与讨论49-55
• 4.3.1 聚氨酯硬泡的燃烧过程49-50
• 4.3.2 添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡性能的影响50-53
• 4.3.3 热学分析53-54
• 4.3.4 阻燃机理的探讨54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 秸秆对聚氨酯硬泡性能的影响56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 实验部分56-58
• 5.2.1 实验用主要原材料56-57
• 5.2.2 实验仪器、设备57
• 5.2.3 实验原理57
• 5.2.4 秸秆的处理工艺57
• 5.2.5 增强聚氨酯硬泡的制备57-58
• 5.2.6 增强聚氨酯硬泡的基础配方58
• 5.2.7 测试与表征58
• 5.3 实验结果与讨论58-61
• 5.3.1 秸秆用量对硬泡密度的影响58-59
• 5.3.2 秸秆用量对硬泡压缩强度的影响59-60
• 5.3.3 秸秆用量对硬泡导热系数的影响60
• 5.3.4 增强硬泡的微观结构分析60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录 A：攻读学位期间发表的论文67

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