水发泡聚氨酯阻燃保温材料的设计开题报告

1. 研究目的与意义

聚氨酯泡沫塑料起源于20世纪40年代，成型工艺日益成熟。目前，聚氨酯工业面临着严峻的挑战，为了保护环境、降低成本，在替代品的选择、应用开发和聚氨酯制成品的性能优化方面，经过10余年的努力，取得了显著的进展。发达国家己全部停止使用氟氯烃类发泡剂生产聚氨酯泡沫塑料。全水发泡技术是硬质聚氨酯发泡过程中臭氧消耗潜值（odp）为零的工艺技术之一，它利用水和异氰酸酯反应生成co₂作为发泡剂，以替代氟氯烃类发泡剂。并且，水发泡泡沫制备工艺简便，对设备要求低，是聚氨酯领域研究的热点，具有广阔的市场前景。

如今，聚氨酯硬质泡沫塑料已是世界上公认的最佳节能材料，由于具有低密度，高比强度，优异耐磨性，低导热系数，低加工成本以及优良减震吸音性能等，已经广泛应用工业和生活中的各个领域。聚氨酯硬质泡沫塑料给我们的生活带来了极大的方便，已经成为人们生活中不可或缺的材料之一。但是，聚氨酯材料的缺点一方面是耐高温性能差，最高使用温度为100℃左右；另一方面是它的易燃性，这也给人类的生命财产带来了巨大的威胁，其引起的火灾造成的损失触目惊心。惨痛的事实和巨大的代价迫使我们探索可行的提高聚氨酯材料阻燃耐高温方法。聚氨酯材料的阻燃是一个迫在眉睫的问题，世界各国相继出台了更加严格的阻燃标准，现阶段的重点工作一方面是开发环境友好型阻燃剂提高材料的阻燃性，另一方面是制备耐高温聚氨酯以此改善阻燃性。

经过十几年的研究开发，聚氨酯材料的阻燃处理已经取得了显著的成就。在耐高温聚氨酯材料的制备方面，主要有两种方法，一种是利用化学改性的方法引入耐高温基团，以此改善其耐热性，例如聚酰亚胺（pi）、环氧树脂（ep）、异氰尿酸酯（ir）等；另一种是无机-有机共混法制备的复合材料提高聚氨酯耐热性，例如有机改性层状硅酸盐、碳纳米管等。在环境友好型阻燃剂的开发方面，协同阻燃剂是研究的热点。协同阻燃剂是不同种类阻燃的混合使用，不仅可降低阻燃剂用量，而且阻燃效果比它们单独使用时更好，一般可分为磷-氮、磷-石墨、卤素-石墨协同阻燃等。阻燃剂的开发正向高效、无卤、无毒、低发烟、绿色环保等方向发展。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

（1）耐热聚氨酯泡沫材料的制备：

①将含有双酚类杂萘联苯单体与naoh、h₂o、环氧氯丙烷等反应制成杂环环氧树脂；

3. 研究的方法与步骤

本课题采用的研究方法：查阅相关文献资料，筛选水发泡制备聚氨酯体系，设计水发泡聚氨酯阻燃保温材料制备的配方及实验方案，通过实验进行不断地改进优化，获得最优成果。

拟采用步骤：

（1）筛选水发泡聚氨酯体系：

4. 参考文献

[1]丁雪佳，薛海蛟，李洪波等.硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展[j].化学进展，2009,28（2）：278-279

[2]窦艳丽,张天琪,姚卫国,付涛,管东波.可膨胀石墨阻燃半硬泡聚氨酯材料的性能[j].高分子材料科学与工程,2017,33(01):50-56.

[3]冯月兰,李其峰,殷宁,赵雨花,王军威,曹月领,亢茂青,王心葵.可膨胀石墨对全水发泡聚氨酯阻燃硬泡综合性能的影响[j].化学推进剂与高分子材料,2013,11(04):58-61.

5. 计划与进度安排

（1）2022-12-25~2022-3-10，查阅资料，筛选水发泡体系，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）第5周~第8周（2022-3-26~4-20），水发泡阻燃聚氨酯配方设计、实验、初步设计；

（3）第9周~第13周（2022-4-23~5-25），整理数据，工艺流程设计，设备、车间设计；按照年产20吨（年工作300天，每天工作8小时）阻燃聚氨酯中试生产线的设计要求，完成卷材生产线的设计，包括设备选型、工艺流程、高分子成型设备结构设计、辅助设备设计、车间设计（平面布置、水电气设计等）等，在计算的基础上确定设计参数、工艺参数；