聚氨酯泡沫塑料用新型阻燃剂的开发研究开题报告

1. 研究目的与意义

聚氨酯泡沫塑料(puf)是用量最大的一种聚氨酯产品，它在聚氨酯制品中所占的比例超过55％。它的主要特点是多孔性，密度低，比强度高。根据原料品种的不同以及配方的用量的变化，可以制成不同密度、不同性能的软质聚氨酯泡沫塑料(fpuf)和硬质聚氨酯泡沫塑料(rpuf)，广泛地应用于家具用品、汽车工业、运动器材、建筑装饰、运输和隔热材料中。但是，puf在空气中极易燃烧，特别是软质泡沫塑料，由于密度小、比表面积较大、绝热性好，其燃烧问题尤为突出，其本身氧指数仅为14~16，故极易着火燃烧。而且在燃烧的时候还会产生大量的有毒气体和烟尘，对人体健康和环境都有极坏的影响。这几年来，国外对puf的阻燃给予了极大的关注，并颁布了若干有关puf阻燃法规和阻燃要求，因而聚氨酯泡沫塑料阻燃技术已经成为聚氨酯工业中的热门课题。

我国聚氨酯泡沫塑料工业起步较晚，1968年才开始生产，八十年代发展十分迅速，目前生产聚氨酯泡沫塑料的厂家遍布全国。但我国目前生产和市售的聚氨酯泡沫几乎全是非阻燃产品。由于非阻燃pu软质泡沫塑料在我国的大量生产和应用，国内也经常发生因聚氨酯泡沫塑料着火酿成重大火灾的案例，这已开始引起我国消防部门、铁道、航空航运、公路运输等有关部门的关注，因此，研究开发阻燃聚氨酯泡沫塑料已成为我国的当务之急。

对于聚氨酯阻燃剂来说，芳香基阻燃剂因其阻燃、抑烟、无毒的优异性能，使得芳香基阻燃剂产品未来将受到更多的重视，如何有效降低成本是扩大其应用的关键环节。本论文利用聚氨酯泡沫塑料回收产物，开发高效廉价的聚氨酯用芳香基阻燃剂，设计调整反应物比例获得添加型、反应型阻燃剂的制备技术。回收原料用于聚氨酯泡沫制品的制备，研究分析回收产物对聚氨酯泡沫塑料各项综合性能，特别是阻燃性能的影响，达到聚氨酯制品的应用要求。利用废旧回收聚氨酯泡沫塑料为原料，大大降低了原料成本。除回收的多元醇产品可直接用于聚氨酯泡沫塑料的生产，还同时获得聚氨酯用阻燃剂产品。充分开发利用聚氨酯泡沫回收资源，降低聚氨酯泡沫塑料用苯基磷系阻燃剂成本，预期将具有较好的经济效益和社会效益。

2. 研究内容和预期目标

对比其他的聚氨酯阻燃剂，芳香基阻燃剂从阻燃、抑烟、无毒的优异性能来讲，可以想象芳香基阻燃剂产品未来将受到更多的重视，如何有效的降低成本是扩大其应用的关键环节。

本论文利用聚氨酯泡沫塑料回收产物，开发高效廉价的聚氨酯用芳香基阻燃剂，调整反应物比例获得添加型、反应型阻燃剂的制备技术。开展聚氨酯泡沫塑料分解产物的分离利用研究，分离出上层纯化多元醇，分离出苯二胺用于芳香基反应型阻燃剂、添加型阻燃剂的合成，探讨反应机理，优化条件。具体将深入进行苯基磷系组燃剂的开发：利用聚氨酯泡沫塑料回收产物，开发高效廉价的聚氨酯用芳香基阻燃剂，调整反应物比例获得添加型、反应型阻燃剂的制备技术。

3. 研究的方法与步骤

进行聚氨酯泡沫塑料分解产物的分离利用研究，拟选用的醇解剂均有利于获得两层低黏度回收液。分离出下层混合物中苯二胺为主体产物，不提纯直接与三氯氧磷反应，调整反应配比合成反应型苯基磷系阻燃剂、添加型苯基磷系阻燃剂。因为阻燃剂产物为固相，液固分离有利于下一步的分离提纯。研究反应溶剂的选择、反应时间、原料摩尔比对合成芳香基阻燃剂产物产率的影响。利用红外光谱、核磁共振谱、固体核磁谱、元素分析，进行目标产品的结构表征，进行热分析测试，研究目标化合物的热稳定性。

利用聚氨酯泡沫塑料回收产物，开发高效廉价的聚氨酯用阻燃剂，调整反应物比例获得添加型、反应型阻燃剂的制备技术。在添加型阻燃剂苯基磷酸酯的合成中，设计回收苯二胺与三氯氧磷的摩尔比小于1；在反应型阻燃剂苯酚磷酸酯，设计回收苯二胺与三氯氧磷的摩尔比大于1，由于三氯氧磷不足量，进一步将未反应的氨基转化为羟基，提供聚氨酯发泡时参与反应的官能团。

4. 参考文献

[1]孟现燕，唐建华，叶玲，李忠明.聚氨酯泡沫塑料阻燃研究现状.化学工程与装备.2008；（5），63-67.

[2]袁开军，江治.聚氨酯的阻燃性机理研究进展[j].高分子材料科学与工程.2006；22（5）：1-4.

[3]李秉海，欧育湘.飞机座椅垫用聚氨酯软质泡沫发展现状及试航标准.聚氨酯工业.2007；22（4），5-7

5. 计划与进度安排

1、2015-03-1～2015-03-21：查阅文献资料，完成开题报告（第1~3周）

查阅中外文献资料，综述国内外研究现状和发展趋势等，并进行外文资料翻译。

2、2015-03-22～2015-05-2：回收聚氨酯泡沫合成阻燃剂的研究（第4~10周）