一、概况

　　因为聚氨酯材料的性能优良，近年来聚氨酯工业发展很快，我国2000年聚氨酯总产量已超过100万吨，并且每年还在迅速增长。其中产量占聚氨酯产量85%以上的软质泡沫塑料(P沫)更是因为质轻柔软、绝缘、透气、无毒、回弹性好、压缩变形小、耐湿耐老化性能优良，而且耐油、耐有机溶剂、隔音、保温等多种优良特性，已被广泛用于交通运输、建筑、装饰、工业设备、管道保温、轻工业、民用家具等领域。聚氨酯材料和其它有机高分子材料一样，是一种可燃性较强的聚合物，特别是软质泡沫塑料，由于密度小、比表面积较大、绝热性好，其燃烧问题尤为突出，自身的氧指数只有14~16，故极易被点燃和燃烧。而且一但着火，燃烧迅速猛烈，不易扑灭，其燃烧过程中产生的烟雾是有毒的，极易造成人员窒息死亡。所以，自从PU软质泡沫塑料大量生产和使用以来，已发生过多次因PU软质泡沫塑料着火而造成重大火灾的案例。这些火灾给人民生命财产造成了巨大损失，所以用阻燃泡沫塑料代替非阻燃泡沫塑料是大势所趋。目前我国聚氨酯软质泡沫应用范围越来越广，其中交通运输、高层建筑、地下矿井、管道保温等方面已对软质泡沫塑料明确地提出了阻燃要求。

　　二、现状与趋势

　　由于PU软质泡沫塑料本身结构特殊，极易燃烧，燃烧时热释放量大，容易发生滴落现象;在生产过程中对发泡工艺条件要求高，添加阻燃剂往往会引起泡沫塌泡、开裂、粉化或使其回弹等物理机械性能大幅度下降，失去了本身所具有的性能优势。所以，PU软质泡沫塑料属于阻燃难度很大的塑料品种。虽然国内外已对PU软质泡沫塑料作了大量研究，但至今阻燃水平尚未达到满意的结果，若像尼龙那样放弃这种产品，但又不能找到合适的替代品。因此，目前国内外均在进一步对它进行阻燃研究。

　　PU阻燃技术发展除了非卤化、抑烟化和无毒气体化趋势，具体要求已从自熄型(氧指数26)向难燃型(氧指数30)提高。

　　综合各方面的资料来看，对PU材料阻燃主要有两种方法：添加法和反应型阻燃法。添加法在聚氨酯泡沫塑料制品发泡配方中加入含磷、氯、溴、锑、铝、硼、氮等阻燃元素的添加型阻燃剂，使制得的泡沫塑料具有阻燃性能。从理论上讲，这种方法最为简便，不需要添加什么大型设备就可以按普通PU软质泡沫塑料的生产方法进行生产，发泡和阻燃可以一步完成，但发泡工艺要求很高。大量的实验证明，绝大多数阻燃剂在发泡过程中都会导致泡沫塌泡、收缩或开裂，仅有为数不多的阻燃剂可以使用，且这些阻燃剂单独添加时阻燃效果都不显著,而且制得的泡沫的物理机械性能较差。同时,由于使用较多含溴阻燃剂,泡沫塑料燃烧烟气毒性也较大。从目前阻燃剂的发展方向来看,主要从不含卤系等有机阻燃剂方向发展，着重于无机阻燃剂。因为无机阻燃剂燃烧的烟气毒性小,甚至没有,而且价格比有机阻燃剂便宜。

　　反应型阻燃剂法在生产PU软质泡沫塑料配方中加入含磷、氯、溴、硼、氮阻燃元素的多羟基化合物等反应型阻燃剂，或在生产PU软质泡沫塑料的主要原料——聚醚多元醇、异氰酸酯分子中引入阻燃元素，使制得的PU软质泡沫塑料分子中含有阻燃元素，从而获得阻燃性能。此种方法虽然具有阻燃性能持久性好、对物理机械性能影响较小等优点，但在聚醚多元醇或异氰酸酯中引入阻燃元素的反应需要专用设备，生产过程较复杂。目前国内尚未生产出性能较好的PU软质泡沫塑料，而用阻燃聚醚多元醇或异氰酸酯，原料不易购买。

　　研究概况

　　PU软质泡沫塑料的火灾危险性在国外早已引起很多国家的关注，对PU软质泡沫塑料都已提出了阻燃的要求，并制定颁布了FMVSS-302标准和加利福尼亚州的家具燃烧试验标准CAL.117，限制非阻燃泡沫的生产和使用，到1978年，使用的泡沫几乎都为阻燃型产品。英国要求用于家具和床垫的泡沫都必须阻燃，1988年底宣布禁止不阻燃的普通泡沫和高回弹泡沫用于家具制品。西欧共同体己批准此项禁令，其它欧洲国家也纷纷效仿。德国也建立了相应法规限制非阻燃泡沫的生产及使用。日本运输省81号文件对于客车的座、卧垫材规定都必须使用阻燃制品，要求氧指数26.5。国外PU软质泡沫塑料阻燃技术受到了较为普遍的重视，许多国家都投入了大量人力、物力进行研究开发工作。国外过去的研究工作主要偏重于添加法阻燃技术，开发生产了大量的阻燃PU软质泡沫塑料应用于各种领域。但由于受发泡工艺的限制，为了尽量少改变泡沫本身的性能，阻燃剂添加量有限，生产的阻燃PU软质泡沫塑料阻燃水平也并不很高，一般为自熄型产品，氧指数为26，很少见到有PU软质泡沫塑料氧指数高于26的报道。随着国外防火安全法规日趋严格，阻燃要求也越来越高，国外聚氨酯行业进一步作了大量的研究，在阻燃剂方面下功夫，开发出一些效果较好的阻燃剂用于PU软质泡沫塑料，因此近年来PU软质泡沫塑料阻燃水平已有较大提高，正在由过去的自熄型向难燃型(氧指数为30)迈进。例如美国联合碳化物公司研究的高回弹PU软质泡沫塑料阻燃性能不仅符合美国通用标准FMVSS-302，而且符合美国和英国目前最严格的纽约港、波士顿防火部及英国BS5852标准的规定;德国巴斯夫公司开发的EASYREST座垫PU软质泡沫塑料氧指数可达30。这是到目前为止资料报道国外阻燃PU软质泡沫塑料氧指数的最高水平。

　　我国PU软质泡沫塑料工业起步较晚，1968年才开始生产，80年代发展十分迅速，目前生产PU软质泡沫塑料的厂家遍布全国。但我国目前生产和市售的PU泡沫几乎全是非阻燃产品。由于非阻燃PU软质泡沫塑料在我国的大量生产和应用，国内也经常发生因PU软质泡沫塑料着火酿成重大火灾的案例，这已开始引起我国消防部门、铁道、航空航运、公路运输等有关部门的关注，对PU软质泡沫塑料之类的泡沫也提出了阻燃要求，有的部门并作出了具体的规定。例如我国铁道部规定，使用在旅客列车上的座卧垫材氧指数不得低于26.5;公安部四

　　川消防科学研究所起草制定的GA303-2001《软质阻燃聚氨酯泡沫塑料》中规定，泡沫材料阻燃性能达到B2组或B2级以上，其氧指数应不低于26，且按GB8332进行水平燃烧试验，其平均燃烧时间为90s，平均燃烧长度应低于50mm。因此研究开发阻燃PU软质泡沫塑料已成为我国的当务之急。

　　我国近年来已有高等院校、科研单位及生产厂家对PU软质泡沫塑料的阻燃技术进行了一定的探讨，但多属于国外早期添加型阻燃方法。如厦门大学化学系在PU软质泡沫塑料配方中加入添加型阻燃剂和氯磷化物(FR-03C)、磷氮多羟基化物(RF-01B)，在实验室制得的阻燃PU软质泡沫塑料氧指数为25～26;上海高桥石化公司化工三厂在PU软质泡沫塑料配方中加入三聚氰胺和含氯、溴、磷的阻燃剂T201，在实验室中制得的阻燃PU软质泡沫塑料氧指数达到26.5;公安部四川消防科学研究所利用无机阻燃剂，在实验室制得阻燃PU软质泡沫塑料氧指数可达32等;研究的深度和方向均大大落后与国外水平，这将严重影响我国聚氨酯行业的发展。

　　利用聚氨酯/纳米复合材料制备阻燃聚氨酯是一个新的研究方向。如选择具有阻燃性的非卤体系化合物对粘土进行改性，从而有利于聚氨酯和单体的插层，增加其阻燃性能;从而减少了材料燃烧过程中的“二次危害”，解决了材料的阻燃性能与力学性能矛盾的技术问题。