聚異氰脲酸酯-硅氣凝膠復(fù)合絕熱材料的制備及性能研究.pdf

1、本文針對隔熱保溫材料存在的熱穩(wěn)定性低、阻燃性能差等問題，提出了將聚氨酯泡沫材料與硅氣凝膠進(jìn)行復(fù)合的設(shè)計思路，利用聚氨酯泡沫材料的熱導(dǎo)率低、抗壓強(qiáng)度高、產(chǎn)煙量低與硅氣凝膠的質(zhì)輕、低導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)隔熱性能、高孔隙率相結(jié)合，制備出一種熱穩(wěn)定性能優(yōu)越、阻燃性能好的復(fù)合絕熱硬質(zhì)泡沫材料。
　　本文采用一步法成功制備了新型的聚異氰脲酸酯硬泡（PIR）/硅氣凝膠復(fù)合材料，研究了摻入顆粒狀SiO2氣凝膠對復(fù)合材料阻燃性、熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能的影響，主

2、要結(jié)論如下：
　　（1）初步探究了顆粒狀硅氣凝膠的三種不同形態(tài)對復(fù)合材料的影響，發(fā)現(xiàn)：濕氣凝膠會降低復(fù)合材料的性能，干顆粒狀的硅氣凝膠形態(tài)所制備出的PIR復(fù)合材料泡沫的性能最佳。另外，基體b體系PIR基體泡沫制備的復(fù)合材料要比基體a體系PIR基體泡沫制備的復(fù)合材料的性能優(yōu)，尤其是熱穩(wěn)定性和阻燃性。
　　（2）為了降低體系的粘度和提高硅氣凝膠的用量，所以我們應(yīng)該選擇基體b體系低粘度的聚乙二醇600為原料制備PIR復(fù)合材料泡沫，

3、從而使復(fù)合材料泡沫在基體中具有良好的分散性能。不僅顆粒狀硅氣凝膠用量達(dá)到了8％(wt.%)，而且這個低粘度體系下的基體泡沫的氧指數(shù)為29.4，也達(dá)到了報道中最高聚氨酯的阻燃值。PIR復(fù)合材料泡沫相比基體泡沫的氧指數(shù)提高到了34.6%；復(fù)合材料泡沫的抗壓強(qiáng)度提高了136%，比強(qiáng)度增加了92.2%。TG曲線上顯示復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性隨著硅氣凝膠含量的增加而顯著提高，殘余質(zhì)量增加了20.4%；熱導(dǎo)率相比基體泡沫降低了32.7%（從硅氣凝膠劑量的

4、0%-8%），加入顆粒狀SiO2氣凝膠的復(fù)合材料保溫效果提高。
　?。?）FT-IR表明硅氣凝膠的加入沒有改變聚氨酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在聚氨酯基體中僅作了無機(jī)填料的成分。從SEM看出，加入適量SiO2氣凝膠的復(fù)合材料可以得到較好的泡孔結(jié)構(gòu)且泡孔排列規(guī)整，并有了顯著的改善，與基體泡沫相比，復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)較小，泡孔密度較大，其力學(xué)性能較好。
　?。?）為了進(jìn)一步降低復(fù)合材料泡沫的成本，我們引入硅氣凝膠基礎(chǔ)上添加了一種廢渣多元醇。結(jié)