二氧化碳基阻燃聚氨酯材料的研制

需求的背景和应用场景

在当今社会，随着环保意识的增强和对可持续发展的追求，传统聚氨酯材料因其在燃烧过程中产生大量有毒烟雾和温室气体而面临严峻挑战。特别是在建筑、交通、家电等领域，对阻燃、环保型高分子材料的需求日益增长。二氧化碳基阻燃聚氨酯材料作为一种新型绿色材料，不仅能够有效减少碳排放，而且具备优异的阻燃性能，对于提升材料安全性、降低火灾风险具有重要意义。此技术需求的提出，旨在解决传统聚氨酯材料环保性能不足、阻燃效果有限的痛点，适用于对阻燃性能和环保要求高的各类应用场景，如高层建筑的内饰材料、汽车内饰件、电子电器产品的外壳等，以满足市场对安全、环保、高性能材料的迫切需求。

要解决的关键技术问题

1. 功能化环氧单体的引入与聚醚碳酸酯多元醇的制备：需精选并引入2-3种具有特定功能（如提高反应活性、增强阻燃性）的环氧单体，通过精确控制反应条件，实现与二氧化碳的高效共聚，制备出高性能的聚醚碳酸酯多元醇。此过程需解决单体选择、配比优化、反应机理控制等关键技术问题。
2. 含磷聚醚碳酸酯多元醇的开发：在聚醚碳酸酯多元醇的基础上，通过化学改性引入含磷元素，设计并合成2-3种含磷聚醚碳酸酯多元醇。关键在于含磷单体的选择、引入方式及含量控制，以确保材料既具有良好的阻燃性，又不影响其加工性能和力学性能。
3. 阻燃型二氧化碳基聚氨酯材料的研发制备：利用上述制备的聚醚碳酸酯多元醇，结合适当的异氰酸酯等原料，研发2-3种阻燃型二氧化碳基聚氨酯材料。需优化配方设计，确保材料在保持高强度、高韧性等优良物理性能的同时，达到高阻燃标准。
4. 高二氧化碳含量技术：确保聚醚碳酸酯多元醇中二氧化碳的含量超过10%，这要求在高分子设计、合成路径及工艺参数上进行创新，以实现高效利用二氧化碳，提高材料的环保价值。
5. 阻燃性能提升：制备的阻燃型聚氨酯材料需满足极限氧指数>30%的要求，这需要通过材料结构与性能的深入研究，优化阻燃体系，确保材料在火灾条件下具有优异的阻燃性和自熄性。

效果要求

本项目旨在开发出具有自主知识产权的二氧化碳基阻燃聚氨酯材料，其预期效果包括：

• 环保性显著提升：通过高效利用二氧化碳，减少对传统化石资源的依赖，降低材料生产过程中的碳足迹。
• 阻燃性能优越：极限氧指数超过30%，显著提升材料在火灾中的安全性，减少有毒烟雾释放。
• 综合性能优良：在保持材料良好力学性能、加工性能的基础上，实现阻燃性与环保性的双重提升。
• 创新性强：通过技术创新，打破传统聚氨酯材料的局限，为行业提供新的绿色解决方案，增强市场竞争力。
• 应用前景广阔：满足建筑、交通、家电等多个领域对高性能、环保阻燃材料的需求，推动产业升级和可持续发展。