【硕士】溴碳聚氨酯阻燃材料的研究

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内容简介

　　【硕士】溴碳聚氨酯阻燃材料的研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：兰州理工大学　　学位年度：2011　　 通过对国内外钢结构防火涂料、弹性体的现状分析研究，为解决材料的阻燃耐久性，通过分子设计和材料设计，合成了溴碳聚氨酯树脂并将该树脂用于钢结构防火涂料、聚氨酯弹性体中，制备了性能优异的阻燃材料，达到了长期高效的阻燃目的。　　 以2，4．甲苯二异氰酸酯、四溴双酚A、聚乙二醇．400、三羟甲基丙烷为原料通过逐步加成合成了低分子量的四溴双酚A型聚氨酯预聚物，并借助红外光谱对其结构进行了表征。红外光谱表明1071em-、1062 cmd处均出现了C．Br环振动峰，569cm0处出现了C—Br的特征伸缩振动峰。研究表明，四溴双酚A型聚氨酯预聚物的最佳合成工艺条件为：n(PEG．400)：n(TBA)：n(TMP)=I：2：l，n(SCO)：n(OH)=1．8：l，在60℃下反应1．5h后NCO值稳定。以羟值为50．2mgKOH／g、固含量为54．6％的羟基丙烯酸树脂为B组分，n(NCO)：n(OH)=1．1：1，得到的涂膜性能优异。其TG．DSC图谱表明，双组分溴碳聚氨酯树脂的失重主要集中290-600℃，600℃以后恒重，说明双组分溴碳聚氨酯树脂作为钢结构防火涂料的基料有很大优势。以自制的TBA型聚氨酯树脂为A组分，羟基丙烯酸树脂并配以聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇等助剂研磨分散后为B组分，A、B组分按-定比例混合后得到了常温固化的双组分聚氨酯钢结构防火涂料。分析研究了防火涂料各组分对防火涂料阻燃性能的影响，采用自制模拟燃烧试验装置对防火涂料的阻燃性能进行了测试，确定了防火涂料的最优配方，各项性能并与无溴聚氨酯防火涂料作对比。当涂层厚度为2．0mm时，涂层耐火极限可以达到150min，比无溴聚氨酯防火涂料的耐火极限提高了30rain。以N．220、N-330、TBA和TDI为原料制备了-系列聚氨酯预聚物，并借助红外光谱对其结构进行了表征。红外光谱表明，1107cm。1处为C．Br伸缩振动吸收的环振动峰，568cm‘1的吸收峰为C—Br的特征伸缩振动峰。以3二氯-4，4联苯二胺为交联剂，制备了-系列溴碳聚氨酯阻燃弹性体，并分析研究了聚合反应的温度、时间、物料配比、固化条件等因素对弹性体的力学性能、阻燃性能的影响，确定了最佳合成工艺。研究表明，当n(N．220)：n(N．330)：n(TBA)=0．53：0．22：0．25，异氰酸酯数R=2．0，反应温度在80℃左右，反应时间时4h，NH2／NCO为0．9，固化温度在110℃固化2h后，弹性体的力学性能达到最佳，拉伸强度和断裂伸长率分别为12．9Mpa和480％，平均续焰时间为0s，平均续灼时间1s。溴碳聚氨酯阻燃弹性体的TG．DTA图谱表明，双组分溴碳聚氨酯树脂的失重主要集中290-600℃，600℃以后恒重，说明双组分溴碳聚氨酯弹性体具有-定的热稳定性。　　

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