聚氨酯泡沫塑料一般通過添加阻燃劑提高泡沫塑料的阻燃性,以延緩燃燒、阻煙甚至使著火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反應型阻燃劑)為泡沫原料。阻燃劑必須具有以下一種或數(shù)種功能:能在著火溫度或接近著火溫度下吸熱分解成不可燃物質(zhì);能與泡沫燃燒產(chǎn)物反應生成不易燃物質(zhì);可分解出能終止泡沫自由基氧化反應的物質(zhì)。
在聚氨酯泡沫塑料中,含磷阻燃劑主要在凝聚相發(fā)揮作用,磷化物可以消耗泡沫塑料燃燒時分解出的可燃氣體,使其轉化成不易燃燒的炭化物,泡沫體中磷(P)含量達1.5%左右時即可獲得較佳的阻燃效果。
含鹵素阻燃劑主要在氣相中發(fā)揮作用,鹵素是泡沫塑料燃燒反應的鏈終止劑,在塑料燃燒時生成鹵化氫而抑制燃燒反應。據(jù)有關資料,為使泡沫獲得較滿意的阻燃性能,茂密體中溴(Br)質(zhì)量分數(shù)應達12%-14%,或氯(cl)質(zhì)量分數(shù)達18%~20%。當磷-鹵聯(lián)用時,由于存在一定的協(xié)同效應,故0.5%P+(4%-5%)Br或1%P+(8%-12%)CI即可使聚氨酯泡沫具有自熄性。
典型的磷-氮阻燃體系可有聚磷酸銨和三聚氰胺等組成,在泡沫受熱初期,阻燃劑分解產(chǎn)生磷酸等,它與多羥基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并釋放水蒸氣:在高溫下泡沫中的阻燃劑氣化產(chǎn)生不燃性氣體,使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃層。
氫氧化鋁中含有大量的結晶水(質(zhì)量分數(shù)可高達34%),結晶水在泡沫塑料生產(chǎn)過程中很穩(wěn)定,但在泡沫塑料燃燒溫度時將快速分解,吸收燃燒熱,并在火源和泡沫間形成不燃性的屏障,從而起到阻燃作用。同時,它也是一種煙氣抑制劑。