賈正仁，畢繼輝，董曉紅，魏 丁

（1.揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225800；2.開封市海雯聚氨酯有限公司，河南 開封 475000）

彩鋼夾芯板用聚氨酯膠的阻燃性能研究

賈正仁1，畢繼輝1，董曉紅1，魏 丁2

（1.揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225800；2.開封市海雯聚氨酯有限公司，河南 開封 475000）

通過(guò)改變阻燃劑的含量，制備了不同阻燃性能的彩鋼夾芯板用聚氨酯膠。討論了阻燃劑用量對(duì)阻燃膠的阻燃效果、反應(yīng)時(shí)間以及拉伸剪切強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，在聚氨酯膠中添加阻燃劑TCEP，可提高膠的阻燃性，而對(duì)反應(yīng)時(shí)間和拉伸剪切強(qiáng)度影響較小。TCEP質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%時(shí)，膠的氧指數(shù)達(dá)到B2級(jí)阻燃要求。

聚氨酯膠；夾芯板；阻燃

彩鋼夾芯板是雙面金屬板和輕質(zhì)芯材用膠粘劑粘接而成的一種新型建材，具有美觀、質(zhì)量輕、安裝快捷、保溫隔熱、可塑性較強(qiáng)以及強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型廠房、超市、醫(yī)院和倉(cāng)庫(kù)等建筑場(chǎng)所。

夾芯板的芯材主要有聚苯乙烯板（EPS）、聚氨酯泡沫板（PU）、酚醛泡沫板（PF）和巖棉板（RW）等，粘接芯材與夾芯板一般使用雙組分聚氨酯膠。酚醛泡沫和巖棉板具有良好的阻燃性，阻燃級(jí)別可以達(dá)到A級(jí)，聚苯乙烯和聚氨酯泡沫板屬于可燃泡沫，未經(jīng)阻燃處理的聚苯乙烯板氧指數(shù)一般在16%左右[1]，未經(jīng)阻燃處理的聚氨酯泡沫板氧指數(shù)在17%左右[2]。國(guó)內(nèi)外針對(duì)聚苯乙烯板和聚氨酯泡沫板的阻燃研究較多[3～6]，目前均可以做到B2級(jí)或者B1級(jí)阻燃，但對(duì)粘接芯材與金屬板的聚氨酯膠阻燃研究比較少，本研究主要對(duì)彩鋼夾芯板用聚氨酯膠阻燃性能進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料及儀器

聚氨酯膠，工業(yè)級(jí)（AB雙組分），開封市海雯聚氨酯有限公司；阻燃劑TCEP，工業(yè)級(jí)，揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司。

MZ-2000A型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，江都明珠試驗(yàn)機(jī)械有限公司；NDJ-7型黏度計(jì)，上海平軒科學(xué)儀器有限公司；JF-3型氧指數(shù)測(cè)定儀，南京江寧分析儀器有限公司。

1.2 樣品的制備

分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、5%、10%、15%和20%的阻燃劑TCEP配制成5個(gè)A組分膠，測(cè)25 ℃的黏度。在30 ℃條件下分別取A組分50 g，B組分50 g，依次倒入塑料杯中，電動(dòng)攪拌5 s，倒入不銹鋼托盤，記錄初始反應(yīng)時(shí)間。待膠熟化24 h后，測(cè)試制品的氧指數(shù)。按照GB/T 7124—2008標(biāo)準(zhǔn)，將A、B組分?jǐn)嚢韬蟮谷?鐵片之間制備檢測(cè)拉伸剪切強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)樣。

1.3 表征方法

（1）黏度：采用黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

（2）阻燃效果：采用氧指數(shù)測(cè)定儀檢測(cè)樣品的氧指數(shù)來(lái)表征阻燃膠的阻燃效果（樣品尺寸為100 mm×10 mm×10 mm）。

（3）拉伸剪切強(qiáng)度：按照GB/T 7124—2008標(biāo)準(zhǔn)，采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 TCEP含量對(duì)膠粘劑黏度的影響

聚氨酯膠A、B組分黏度差太大會(huì)導(dǎo)致噴槍混合出現(xiàn)問(wèn)題，阻燃劑TCEP含量對(duì)膠粘劑黏度的影響如表1所示。由表1可知：添加阻燃劑TCEP對(duì)A組分黏度的影響較小，這是由于A組分黏度與阻燃劑TCEP的黏度比較接近，因此，阻燃劑TCEP的添加不會(huì)導(dǎo)致A組分的黏度出現(xiàn)大幅波動(dòng)。隨著阻燃劑TCEP添加量的增加，A組分的相容性變好，外觀由半透明變?yōu)橥该鳌?/p>

2.2 阻燃劑TCEP含量對(duì)阻燃性能的影響

表1 TCEP含量對(duì)膠粘劑黏度的影響Tab.1 Effect of TCEP content on adhesive viscosity

根據(jù)GB 8624—2012 《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)，B1級(jí)氧指數(shù)為30以上，B2級(jí)氧指數(shù)為26以上。圖1是阻燃劑TCEP含量對(duì)聚氨酯膠阻燃性能的影響，不加阻燃劑TCEP的膠，氧指數(shù)為22.4%，屬于離火5 s自熄的可燃物，隨著阻燃劑TCEP用量的增加，聚氨酯膠的氧指數(shù)逐漸增大，但是增加幅度逐漸變小。當(dāng)A組分中阻燃劑TCEP含量達(dá)到20%時(shí)，氧指數(shù)達(dá)到26.5%，達(dá)到阻燃的B2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 阻燃劑TCEP含量對(duì)阻燃性能的影響Fig.1 Effect of TCEP content on flame retardancy

2.3 阻燃劑TCEP含量對(duì)初始反應(yīng)時(shí)間的影響

彩鋼夾芯板一般使用連續(xù)法生產(chǎn)工藝，膠的反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品有較大影響。膠的反應(yīng)速度太快，可能導(dǎo)致彩鋼板和芯材接觸之前固化，從而影響產(chǎn)品的粘接效果。表2是阻燃劑TCEP添加量對(duì)反應(yīng)時(shí)間的影響。由表2可知：添加阻燃劑TCEP對(duì)初始反應(yīng)時(shí)間的影響較小，不影響生產(chǎn)施工。

表2 阻燃劑TCEP含量對(duì)初始反應(yīng)時(shí)間的影響Tab.2 Effect of TCEP content on initial reaction time

2.4 阻燃劑TCEP含量對(duì)膠拉伸剪切強(qiáng)度的影響

由表3可知：添加阻燃劑TCEP之后，對(duì)膠拉伸剪切強(qiáng)度的影響可以忽略。

表3 阻燃劑TCEP含量對(duì)膠拉伸剪切強(qiáng)度的影響Tab.3 Effect of TCEP content on tensile shear strength

3 結(jié)論

在彩鋼夾芯板聚氨酯膠中添加阻燃劑TCEP可以提高A組分的相容性和膠的阻燃性，對(duì)膠的黏度、反應(yīng)時(shí)間和拉伸剪切強(qiáng)度影響較小。當(dāng)阻燃劑TCEP質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%時(shí)，膠的氧指數(shù)可達(dá)26.5%，達(dá)到B2級(jí)阻燃要求。

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Study on flame retardance of polyurethane adhesives for color steel sandwich board

JIA Zheng-ren1, BI Ji-hui1, DONG Xiao-hong1, WEI Ding2
(1.Yangzhou Chenhua New Material Co., Ltd., Yangzhou, Jiangsu 225800, China; 2.Kaifeng Haiwen Polyurethane Co., Ltd., Kaifeng, Henan 475000, China)

In this paper, we prepared the polyurethane adhesive products with different content of flame retardant TCEP and discussed the effects of flame retardant amount on the flame-retarding efficiency, reaction time and tensile shear strength of the adhesive products. The results showed that adding flame retardant TCEP in polyurethane adhesive increased the flame retardancy of adhesive products, but had a little effect on the reaction time and tensile shear strength of adhesive products. When the TCEP content was 20%, the oxygen index of adhesive products reached the B2 grade of flame retardant requirements.

polyurethane; sandwich board; flame retarding

TQ 433.4+32

A

1001-5922（2016）12-0044-03

2016-07-20

賈正仁（1983-），男，主要從事聚氨酯原材料的合成和應(yīng)用研究，E-mail：jzr_2001@126.com。