聚氨酯材料的阻燃特性及阻燃剂选用要点

聚氨酯材料同其他有机聚合物一样具有可燃性，而聚氨酯泡沫塑料因密度小、比表面积大，相比非泡沫材料更易燃烧，且燃烧分解时会产生大量有毒烟雾。其中，聚氨酯软泡（尤其是开孔率高的类型）阻燃性问题尤为突出 —— 未经阻燃处理的聚氨酯软泡氧指数仅 17～18，燃烧时因空气流通带来持续氧气供应，易燃且难以自熄。

在聚氨酯阻燃技术中，PIR 硬泡通过多异氰酸酯过量及三聚催化剂作用，生成异氰脲酸酯杂环结构以提高炭化倾向、降低可燃性，但该方法应用存在局限性。目前最常用的方式是在生产配方中添加阻燃剂，包括含氯、溴、磷、锑、氮、硼等元素的有机或无机阻燃剂，以及含阻燃元素的反应性阻燃剂（如阻燃多元醇）。阻燃剂可有效提高泡沫塑料的阻燃性，延缓燃烧、减少烟雾甚至使着火部位自熄，是聚氨酯泡沫塑料中用量较大的助剂。
选用阻燃剂时，除需满足阻燃效果好、价廉易得的基本要求，还需考虑以下关键因素：

• 与多元醇、异氰酸酯等原料体系相容性良好，在组合料中不分层、不析出，且在泡沫体贮存和使用过程中不挥发、不迁移（这是保证阻燃性能持久的首要条件）；
• 在组合料中具有一定贮存稳定性，不显著改变反应活性；
• 不影响泡沫成型工艺（固态阻燃剂需避免沉淀、堵塞发泡机喷嘴或磨损混合头）；
• 具备良好的热稳定性和持久性，在泡沫体生产（尤其是大型块状泡沫，内部温度较高）中不分解、性质稳定；
• 对聚氨酯产品原有物理性能影响小，因此需阻燃效率高、用量小；
• 毒性小，燃烧时产烟少。
  

阻燃剂种类丰富，按形态可分为固体阻燃剂、液体阻燃剂；按化学性质可分为无机阻燃剂、有机阻燃剂；按化学结构可分为卤代磷酸酯、磷酸酯、卤代烃、三聚氰胺、聚磷酸铵、氢氧化铝等；按化学反应性可分为添加型（非反应性）和反应性（以阻燃多元醇为代表）。