一种具有优异火安全性的SiO2/PUF复合材料

由于聚氨酯泡沫(PUF)具有轻质、高比强度、低导热和低成本等诸多方面的优点，现已发展成为商用的建筑保温材料来减少能量损耗。然而，未经阻燃改性的PUF极易被点燃，且被点燃后火焰急速蔓延。此外，在PUF的燃烧过程中，会伴随着大量的烟和有毒气体释放，在火灾发生时容易造成人员伤亡。PUF传统的阻燃方法是加入添加型或反应型阻燃剂，但添加型阻燃会牺牲泡沫的固有优点，例如造成泡沫机械性能和隔热性能的劣化，而反应型阻燃则会加剧其烟释放。到目前为止，如何在不改变PUF本身优异保温性能的同时，提升PUF的耐火性和抑烟性仍然是科学和工业领域的一项挑战。

基于以上问题，我室提出将二氧化硅气凝胶修饰到PUF的表面上制备了一种SiO₂/PUF复合材料，不仅赋予了PUF较为优异的火安全性，而且提升了其保温性能，氧指数最高可达32.5%，均可通过垂直燃烧V-0级测试。烟密度测试中，光透过率升高到18.5%，Ds值降低了55.7%，表现出较为优异的抑烟性。PUF中SiO₂气凝胶的引入构筑了多级孔结构，从而使其导热系数从30.9 mW/(m·K)（纯PUF）降低到28.2 mW/(m·K)，表现出更为优异的隔热性能。因此，在PUF表面涂覆多孔的阻燃无机SiO₂涂层是一种有效的同时提升泡沫阻燃、抑烟性及保温性能的方法。该文发表在Journal of Hazardous Materials, 375 (2019) : 61–69，第一作者是李蒙恩同学。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389419304935