山東師范大學(xué)科技成果-納米增強阻燃聚氨酯

山東師范大學(xué)科技成果——納米增強阻燃聚氨酯成果簡介聚氨酯（polyurethane，簡稱PU）是世界六大合成材料之一，具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能、電學(xué)性能、聲學(xué)性能及耐化學(xué)腐蝕性能，并與多種材料有很強的粘接力，從而被廣泛用作石油化工管道、冷藏設(shè)備、運輸設(shè)備以及建筑物等的保溫隔熱材料。但是未經(jīng)阻燃處理的聚氨酯材料極限氧指數(shù)一般低于19%，屬易燃材料，并在燃燒過程中放出HCN、CO等有毒氣體，在火災(zāi)中常常給人們的生命和財產(chǎn)帶來嚴(yán)重的危害。在不降低其原有性能的基礎(chǔ)上，增加阻燃性能具有重要意義。但目前國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究與國外相比存在較大差距：在材料的阻燃性能上，國內(nèi)產(chǎn)品的阻燃性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足；在高性能阻燃聚氨酯的生產(chǎn)技術(shù)上，目前國內(nèi)的阻燃工藝生產(chǎn)技術(shù)尚處研發(fā)階段，達(dá)不到批量生產(chǎn)的要求，遲遲不能實現(xiàn)規(guī)?；?，導(dǎo)致高性能阻燃聚氨酯產(chǎn)品主要靠進(jìn)口。研究新型高性能阻燃聚氨酯材料生產(chǎn)方法，解決阻礙阻燃聚氨酯產(chǎn)業(yè)化的共性關(guān)鍵技術(shù)，并快速實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)顯得尤為迫切與重要。針對阻燃聚氨酯生產(chǎn)技術(shù)中存在的上述問題，為了解決阻燃聚氨酯批量生產(chǎn)的瓶頸，本項目利用無機納米粒子的特性，在阻燃性能提高上，一方面利用納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁等無機納米粒子阻燃劑與甲基膦酸二甲酯（DMMP）協(xié)同作用，達(dá)到高效阻燃；另一方面利用無機納米粒子比表面積效應(yīng)吸附、捕集材料燃燒時產(chǎn)生的煙、氣，減少發(fā)煙，降低有毒氣體的釋放，達(dá)到阻燃并兼具低毒的綠色阻燃效果。在阻燃聚氨酯的生產(chǎn)技術(shù)方面，解決無機納米粒子的加入對有機高分子聚合反應(yīng)體系造成的不利影響，探索優(yōu)化出無機納米材料與有機反應(yīng)體系的最佳聚合工藝條件。例如生產(chǎn)中存在的無機納米粒子在有機反應(yīng)體系中的團(tuán)聚、聚沉作用，分散不均問題，納米粒子的助催化作用對聚合工藝的改變問題等。本項目通過改變納米粒子的尺寸、用量，在工程上通過選用合適的反應(yīng)器，解決反應(yīng)工藝中出現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)難點問題，以達(dá)到批量生產(chǎn)要求。最終成功地研制出納米增強的系列低煙、高阻燃、高回彈、高力學(xué)強度的新型高性能阻燃聚氨酯材料。生產(chǎn)條件及市場預(yù)測本項目將建成規(guī)模為15萬噸/年納米增強阻燃聚氨酯系列及配套聚醚多元醇生產(chǎn)線。主要建設(shè)生產(chǎn)裝置廠房，包括聚醚多元醇合成、阻燃聚氨酯組合料，端氨基特種聚醚多元醇，POP接枝聚醚多元醇等廠房及配套的純水系統(tǒng)、制氮系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，倉儲系統(tǒng)，罐區(qū)系統(tǒng)，廢水廢氣處理系統(tǒng)，安全消防系統(tǒng)，質(zhì)量分析系統(tǒng)，辦公及生活設(shè)施等工程，建筑面積46600余m2，購置設(shè)備300余臺套。本項目成功實施，將實現(xiàn)年產(chǎn)15萬噸新型納米增強高性能阻燃聚氨酯材料的生產(chǎn)規(guī)模，突破壟斷，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品質(zhì)量超過國外公司、生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于同質(zhì)進(jìn)口產(chǎn)品。解決替代進(jìn)口問題，為國內(nèi)產(chǎn)品更新?lián)Q代提供空間，預(yù)計將占有該類產(chǎn)品5%左右的市場，并隨著生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴大及技術(shù)方面的競爭優(yōu)勢的提高，