硬質聚氨酯泡沫塑料中,可加入無機阻燃劑,以提高其阻燃性,這是一種早已受到人們注意的方法。無機化合物中,用得最多的是氧化銻、氫氧化鋁、磷酸銨、多聚磷酸銨、氧化鋅、硅酸鈉、硼酸鹽等。這些無機阻燃劑一般是固態,多與含鹵或磷酸酯類阻燃劑復合使用,同時要進行超細化和表面處理,以改善加工性能,降低阻燃劑用量,降低發煙量,提高泡沫塑料制品性能。
固態阻燃劑添加到液態原料中容易沉淀,一般在發泡前或發泡時加入。在組合聚醚中加入固態阻燃劑后一般需不停地攪拌,以使料液均勻。固態阻燃劑會使物料黏度增加,降低物料的流動性,對泡沫性能有一定的負面影響;顆粒越細越有利于阻燃性能的發揮,并減輕對泡沫物性的不利影響。表7—53為磷氮復合固態阻燃劑顆粒粒徑對聚氨酯泡沫物性及氧指數的影響。
由于存在固態顆粒,某些情況不能采用混合頭機械發泡。為此國內外已有公司開發了特殊的可混合固體粉末填料的混合頭。
膨脹性石墨加入量為泡沫總重的10%并加入適量磷系阻燃劑時,泡沫的阻燃性可達DIN410282級。但石墨會使硬質泡沫開孔率提高,影響絕熱效果。
聚磷酸銨(APP)是一種白色微細粉末阻燃劑,德國Clariant公司開發了包括粉末狀APP、APP在多元醇中的穩定的觸變性分散體、微膠囊包覆的APP、APP與含氮協效劑的混合物等形式的Exolit AP系列阻燃劑,多用于聚氨酯硬泡。引入17%聚磷酸銨于聚氨酯泡沫中即可達到自熄;采用大于80um粒度可取得最佳阻燃效果;加入40%時,在保持基本物理機械性能的同時,泡沫的氧指數接近40,但此時聚磷酸銨的吸濕性很高,發泡組分存放時,會使酸值上升,這個問題已有人做了大量研究,并取得一定進展。
紅磷也可用于聚氨酯泡沫阻燃劑,例如ExolitRP 652是一種以蓖麻油為載體的觸變性紅磷分散體。山西省化工研究所研制的復合固態阻燃劑TU—1是以紅磷為核心、與具協調作用的其它阻燃劑復配而成的非鹵復合型阻燃劑,外觀為深紅色固體粉末,可用于聚氨酯泡沫制品。在泡沫配方中用量為9份時,可使氧指數達到26.4%,達到UL94V一0阻燃等級;且與多種常用阻燃劑如TCEP、DMMP、氫氧化鋁等有協同作用。