生物基改性纳米P-N-Si协效阻燃聚氨酯泡沫的制备与研究

蔡军; 陈鑫宇; 谷晓昱; 孙军; 李洪飞; 张胜; 范瑞兰

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.011

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (01) : 61 -67. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.011

理论与研究

生物基改性纳米P-N-Si协效阻燃聚氨酯泡沫的制备与研究

蔡军 ¹ ,
陈鑫宇 ² ,
谷晓昱 ² ,
孙军 ² ,
李洪飞 ² ,
张胜 ²^,^* ,
范瑞兰 ³^,^*

作者信息 +

Preparation and Study of Bio-based Modified P-N-Si Nanometer Co-efficent Flame Retardant Polyurethane Foam

Jun CAI ¹ ,
Xinyu CHEN ² ,
Xiaoyu GU ² ,
Jun SUN ² ,
Hongfei LI ² ,
Sheng ZHANG ²^,^* ,
Ruilan FAN ³^,^*

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摘要

硬质聚氨酯泡沫（PU）是一种主链含有大量氨基甲酸酯基（—NHCOO—）重复结构单元的有机高分子材料，遇火极易被点燃。为改善其燃烧性能，研究以m-SiO₂为硅源，植酸（PA）为酸源，4-氨基吡啶（4-AP）为氮源，同时选用过渡金属离子Zn²⁺为催化成炭剂，采用逐层改性的方式制备生物基改性P-N-Si系阻燃剂m-SKAPA-Zn。按照质量分数5%、10%、15%的比例添加到PU中，制备阻燃PU复合材料。结果表明：随着m-SKAPA-Zn添加量的增加，阻燃性能整体呈上升趋势，添加质量分数15% m-SKAPA-Zn的PU材料，极限氧指数（LOI）提高至22.6%，UL-94测试可达V-1级，烟密度等级降低37.5%。m-SKAPA-Zn表现出较好的阻燃性和抑烟效果。