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化学变化是各反应物质分子基团相互作用后生成新物质的进程。物质外在很多性质是其分子结构决定的,认识聚氨酯反应物中分子和基团结构对生产有指导意义。
英标阻燃的防火指标大至有三项:热失重(在规定的时间规定的温度规定的海绵尺寸受热后失去的质量,数值越小越好,说明热稳定性越好);烟密度(泡沬燃烧时发烟量,也就是光透过发烟处的难易,发烟量越小越好);燃烧的难易(越难燃烧越好,又有着火时间与燃烧速度的细分)。
TDI具有一个苯环,MDI有两个苯环,粗MDI有多个苯环。苯环是很稳定的物质,破坏它要较大的能量(键离能),随着苯环的增多,泡沬热稳定性越好(粗MDI大于MDI大于TDI),泡沬受热越不容易分解。随着苯环增多,分子中碳原子增多,在不充分燃烧时发烟量越大(粗MDI大于MDI大于TDI)。从以上可出结论,当一个配方,随着TDI用量减小,同时MDI用量增加,泡沬热稳定性会加强,英标检测时热失重指标容易通过,,但是英标检测的发烟量会上升,这项指标不容易通过,这时应适当增加降低烟密度三聚氰胺的用量。
聚醚分子量越高,热稳定性越差,阻火效果好。在生产高回弹阻燃泡时,其阻燃剂添加量只有同密度普通泡阻燃剂用量三分之二,阻燃效果依然非常好,点不着。但高回弹阻燃绵比普通泡阻燃绵难通过英标检测(热失重难通过)。
阻燃剂受热也不是很稳定性,由于英标检测强调热失重,所以配方中阻燃剂份数是满足通过阻燃方面检测的最低量。
当配方TDI与水降低同时甲烷升高,泡沬不容易点燃,泡沬内在因硬段减少而热稳定性变差,那么热失重指标通过的能力下降了。
当泡沬密度走低时,TDI含量增加,烟密度和热稳定性同时增加。
无机石粉碳酸钙和硫酸钡在英标检测时受热不会分解,但它们的添加对泡沬性能没有增加,所以英标配方不用。
防火标准在这十多年做了不小的调整,总体上是更重视热失重与烟密度。记得2005年我在杭州参加聚氨酯软泡阻燃标准研讨会,会上专家预判检测标准今后变化的方向是弱化燃烧的难易,强化热失重与发烟量。理由是过分看重阻燃性难燃性违背了泡沬易燃的本性,势必大量增加多余的阻燃物质带来其它不利影响。也是在那一年,我所在公司需要年检的美标阻燃大多数没过,后来加入三聚氰胺才通过美标检测。其中有一款绵添加较多碳酸钙,是所有检测防火产品中最容易点着的,结果那次美标检测还通过了,老板说:是不是检测错了....
以上看得出,过英标除了选原料外,还要把握个平衡,例如TDI或阻燃剂,给量太多太少都不容易通过检测。发泡是个平衡的学问,调整配方是追求平衡,选择原料也是追求平衡。