高速列车用阻燃材料的国产化---阻燃聚氨酯复合材料的研发与应用

  导言泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，根据所用的原料不同和配方变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料。《中国聚氨酯产业“十三五”发展规划建议》指出，“十三五”期间，聚氨酯泡沫塑料产品应向功能化和精细化方向发展，进一步加大聚氨酯材料在高铁、汽车、城市交通、风能发电、太阳能光伏等新兴产业中的应用规模。2016 年，媒体称中国高铁为“走出去”爆发元年，中国高铁出海已经渐趋成熟，中国高铁的版图已经扩展到了亚、欧、非、美等五大洲数十个国家，能够与日本等老牌铁路强国进行竞争。在“一带一路”战略推动下，未来高铁的海外投资将迅猛发展。根据各国规划，未来 7 年全球将投资新建 3 万千米高速铁路。高铁列车的寿命一般较长，只涉及到维修的问题，尤其是座椅垫更需要定期更换，在这种市场需求下，高铁座椅垫设计和生产厂商应运而生，极大促进了高铁级聚氨酯泡沫的研制生产。高铁走上国际航道，又将极大地带动相关产业的发展，譬如制造高铁座椅、椅背、装饰板的聚氨酯泡沫行业。针对高速铁路工业的发展趋势，绿色环保、高性能、高阻燃的聚氨酯材料以及冷熟化高回弹聚氨酯软泡制品将会迎来很好的市场前景。聚氨酯泡沫(PUF)本身是多孔的高分子材料, 饱含空气, 密度小, 比表面积大,非常易燃,其极限氧指数仅为 16-18%，有潜在的火灾危险。一些发达国家从60 年代就开始制订相关阻燃标准和阻燃法令法规,至今不少国家和地区己经建立起了较为完善的法规和标准体系。在中国, 有关部门也先后对用于飞机、轮船、铁路车辆、汽车以及其它重要场所及设施的聚氨酯泡沫提出了阻燃要求。但是，同国际相比较，目前我国聚氨酯材料的发展存在一些问题，仍停留在较低层面上，科技含量不高，应用范围偏窄。尤其是高铁用阻燃、吸声、功能化的聚氨酯材料，更多是依靠进口，因此，加快聚氨酯在汽车应用方面的技术开发刻不容缓，包括聚氨酯生产原材料的国产化、生产工艺的国产化，建立自主知识产权，这对实现高铁列车、汽车国产化具有重要意义。在这样的背景下，我们选择国产原材料，拟将聚醚多元醇与辅料共混，和多异氰酸酯进行反应，采用水作为发泡剂，来制备绿色环保型高回弹热软质聚氨酯材料阻燃复合材料。所得材料质量轻且性能达标，并具有减震、吸声等功能，符合当代高铁列车、汽车发展的轻量化、绿色环保和舒适性三大主题。对绿色环保型聚氨酯材料的研究不仅可以填补国内空白，并期望在国际上占有一席之地。