三聚氰胺泡沫塑料
一、前言
众所周知，由于泡沫塑料诸多可贵的性能，在日用品工业、农业、交通运输业、建筑业、军事工业、航天工业等等方面都得到广泛应用。近50年来，泡沫塑料的生产在发达国家发展很快，特别是美国、欧洲、日本等，产量和品种都迅速增加，像聚苯乙烯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯都已有大规模的生产，其它如像ABS、酚醛、脲醛、环氧、聚碳酸酯等也已工业化。泡沫塑料的消费自七十年代以来，持续以12％～14％的速度递增，到二十世纪末全世界总消费量已突破500万吨。我国虽然起步较晚，但随着改革开放的不断深化，近二十年的发展速度远远超过世界平均水平，并成为一个重要的工业领域。正是由于泡沫塑料如此大量和广泛的应用，它们的安全和毒性已引起人们高度重视。国际异氰酸酯协会（I.I.I）已于76年确定了解决异氰酸酯毒性和燃烧问题的课题。特别是近年来随着世界各国环保、安全、卫生法规的不断完善，对泡沫材料的毒性和安全性提出了更高的要求。三聚氰胺甲醛树脂泡沫材料除具有通用泡沫材料的可贵性能外，独具耐燃性、耐湿热稳定性和卫生性，且无毒、低烟，是极具发展前景的泡沫塑料家族中的新成员。 二、简介
三聚氰胺泡沫塑料由安全的三聚氰胺树脂经高温发泡制成，无残存游离甲醛；其稳定的化学结构和交联
体系使其具有独特的化学稳定性，其卫生性可以达到食品卫生级要求。（三聚氰胺）泡沫塑料是一种有高开孔率的三维网格结构的新型泡沫塑料，有优异的吸声性、阻燃性、隔热性、耐湿热稳定性、卫生安全性及良好的二次加工等综合性能。这些特性使该产品具有广泛的应用领域（如建筑隔热保温降噪吸声、交通工具、航空、机电、电子、家用电器等）和广阔的市场前景。
（1）吸音性深度时空
蜜胺泡沫塑是一个充分的开孔的三维网格结构体系，其网格的长径比即L/D约在10到20之间，其极高
的开孔率特征（密度为10kg/M3的蜜胺泡沫塑料的开孔率高达99%以上）使得声波能方便有效地进入泡沫体的深层并转变为网格的震动能被消耗和吸收掉，且有效地消除反射波。蜜胺泡沫塑料所表现出的对低频噪音的卓越的吸收特性引起了声学界的专家的极大兴趣。 （2）阻燃特性
蜜胺泡沫塑料只有在与明火接触的情况下表面才开始燃烧。一旦开始燃烧立即分解产生大量惰性不燃气体减缓了燃烧的速度，同时在燃烧体的表面迅速形成致密的焦碳层而有效地阻滞燃烧向深层的发展，明火离开后自动熄灭。作为科学的评价标准，在不添加阻燃剂的情况下，蜜胺泡沫就可以达到DIN 4102所规定的B1级低可燃性材料标准（德国标准）,UL94-V0级高阻燃材料标准（美国保险协会标准）。而一般的泡沫塑料，如聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等，因其自身易燃，为使其符合相关的阻燃法规和标准，常需加入阻燃剂，其中很多阻燃剂在高温下会遇热分解，并放出能置人于死地的有毒气体，在火灾发生的情况下引发二次灾害和环境污染。
作为材料燃烧评价的两项重要指标，也是往往被使用者所忽略的，即材料在燃烧过程的流滴性及发烟密度。一般的泡沫塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等在燃烧时均熔融并产生流滴，燃烧着的流滴会迅速引起火灾的蔓延。阻燃改性对上述材料的这一致命缺点是无能为力的。同时，聚苯乙烯、聚氨酯在燃烧过程中还产生大量毒性烟雾，阻燃改性及烟雾抑制剂的填加往往会带来毒性的增加和成本的提高等副面作用。而蜜胺泡沫塑料在燃烧时结焦而不产生流滴，产生的srte
烟雾量比上述材料低的多的多，毒性也比上述材料小的多的多。（3）热稳定性
蜜胺泡沫塑料属热固性塑料，具有高度的三维网状交联结构体系，因而与聚乙烯、聚苯乙烯热塑性材料相比，以及交连度较低的聚氨酯材料相比具有较高的热稳定性和耐老化性。蜜胺泡沫塑料可以长期在摄氏150℃工况条件下工作，可短时间在摄氏180℃工况条件下工作，无分解和变形现象，只有当处于400℃以上的高温环境时才出现明显的分解现象。而聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料的工作温度只有80℃，超过80℃以上时则发生变形和分解。
钢段（4）隔热保温性
蜜胺泡沫塑料是一种极轻质的材料，其密度仅为8-10kg/M3，其开孔率高达99%以上，三维网格结构使空气的对流传热得到有效的阻滞，加之独具特的热稳定性，使其成为难以替代的轻质保温隔热材料。
放血笔（5）耐化学品和卫生性
蜜胺泡沫经高温发泡制成，无残存游离甲醛；其稳定的化学结构和交联体系使其具有独特的化学稳定性，其卫生性可以达到食品卫生级要求。这些特点使其在日用品、室内装饰及交通工具降噪装饰等领域得到了广泛的应用。
（6）后加工性
蜜胺泡沫体可以通过切、削、镟等机加工手段方便地将其加工成片材、异形材以及为满足吸声要求而将表面加工成锥形、契形的吸声制品。蜜胺泡沫塑料可以通过喷涂进行表面处理以提高其表面特性。用海普隆及尿烷对蜜胺泡沫塑料的表面进行处理，可以调整其吸湿性，提高其表面的自洁性。这一类制品已成为吸声材料产品家族中的重要成员。网上冲印系统
蜜胺泡沫塑料除了比其它的泡沫塑料具有更低的容重和耐化学品腐蚀外，更具有突出的吸音尤其是对低频噪音的吸收特性，突出的热稳定性和耐老化性，突出的阻燃、低烟和卫生性。突出的后加工性不但使其固有的优势得到加强，同时还得到一系列功能被扩展了的难得的新材料。这些具有突出特点新材料被广泛地应用于建筑、交通、电子信息、宇航、日化等各个工业领域，特别是在有阻燃、高温、低频噪音吸收要求的工况条件下成为不可替代的材料。
此外，还广泛用于锅炉房、压缩机房、泵站、冲压车间、鼓风机的噪音处理。上述应用领域的火灾危险性更大，工况更加苛刻，蜜胺
泡沫塑料是能同时满足这些要求的不可多得的材料。
三、蜜胺泡沫塑料的研究进展
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蜜胺泡沫塑料的开孔特征使其可以通过浸渍的方法赋予其附加的新功能。用复合磷酸盐浸渍处理后可使其达到德国DIN B0级难燃建筑材料的标准；用有机硅等橡胶乳液进行浸渍处理，可以制得高强度开孔泡沫塑料；用介电材料浸渍处理，可以制得无线电波和微波的吸收材料；用特殊的表面活性剂浸渍处理，可以制得小汽车及不锈钢的剖光擦。
蜜胺泡沫塑料的片材可以通过热压制成具有浮雕花纹的吸声天花板和卷材，同时表面强度有所提高；密度2-3kg/M3的片材通过热压可以制成类似“无纺布”一样的卷材。
蜜胺泡沫塑料的极性特征使其可以容易染，制造成彩鲜艳悬挂式的吸声材料，同时更具有装饰性。
蜜胺泡沫塑料可以很方便地与金属和非金属、轻质和重质、柔性和脆性、纺织品和无纺布、一种和多种材料进行复合，生产出系列化的吸音、保温隔热产品，赋予产品附加的品质和功能，满足不同场所和工况的需求。例如透明聚酯膜、镀铝聚酯膜与蜜胺泡沫塑料复合制品；铝箔与蜜胺泡沫塑料复合制品；阻燃的粗纺装饰布及各种无纺布与蜜胺泡沫塑料复合制品；刚性骨架的填充制品等等。
蜜胺泡沫塑料由于其良好的隔热、隔音性能，特别是耐火、热稳定性等综合性能能，使之有可能在诸如电热水器、电冰箱、消毒柜等家用电器方面替代聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料而得到广泛应用。蜜胺泡沫塑料经介电材料浸渍或复合后，可作为无线电波、雷达、微波能的吸收和屏蔽材料，将广泛用
于信息产业和军事工业。
四 三聚氰胺泡沫塑料的开发背景与前景
我国城市交通建设已进入高速发展阶段，公路噪音扰民问题已引起广泛关注，三聚氰胺泡沫塑料在高速公路的隔音降噪方面具有很大的应用潜力。建筑工程和声学专家对该新材料的吸声性能给予了充分的肯定。三聚氰胺泡沫塑料极高的开孔率特征，使得声波能方便地进入泡沫体的深层被消耗和吸收掉。
车辆噪音是评价汽车质量的重要指标之一，车辆内部噪音降低将大大改善司机和乘车人员的舒适度。车箱内的噪音主要来自发动机的震动，车轮与地面的摩擦，空气的啸音以及车体的共振等四个方面。除了在设计方面提高底盘的刚性、消除低频共振区的措施外，主要是采用隔离和吸收的办法予以消除。从节约能源的角度出发，要求使用
的材料轻质化；从安全的角度出发，要求材料具有防火和耐热特性。蜜胺泡沫塑料以及其各种多功能复合材料的问世为提高交通工具防噪音能力、安全性、节能成为可能。蜜胺泡沫塑料在轮船、火车、飞机等交通方面有大量的应用。
据三聚氰胺泡沫塑料课题组人员介绍，一般的泡沫塑料如聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等自身易燃，燃
烧时熔融并产生流滴进而引发火灾，因此通常需要加入阻燃剂，而应用最广的卤系阻燃剂高温下会遇热分解，放出大量的烟和有毒的腐蚀性气体，在火灾发生时容易引发二次灾害和环境污染。统计表明，80％以上的火灾死亡与吸入有毒烟雾有关。
而三聚氰胺泡沫塑料自身具有很好的阻燃性能，无需添加阻燃剂，它只有在与明火接触的情况下表面才燃烧，而一旦开始燃烧就立即分解产生大量惰性不燃气体减缓燃烧的速度，同时在燃烧体的表面迅速形成致密的结焦层进而有效阻滞燃烧向深层发展，明火离开后即自动熄灭。在燃烧过程中，三聚氰胺泡沫塑料自动结焦不产生流滴，产生的烟雾量也比一般泡沫塑料少很多。
中国绝热隔音材料协会秘书长胡小媛认为，三聚氰胺泡沫塑料所具备的这一特性非常难得。传统的无机材料如石棉纤维、玻璃纤维等虽然不燃烧，但容易粉尘化致癌，危及人体健康，已被许多行业和国家限制使用；传统泡沫塑料等绝大多数容易燃烧且具有毒性，三聚氰胺泡沫塑料正是解决了这两重难题，因而可以被安全地使用，颇受业界青睐。目前全球只有个别公司可以生产这种材料。
绿寰宇公司称，除了优良的吸声性和阻燃性外，三聚氰胺泡沫塑料在隔热性、耐湿热稳定性、卫生安全性及二次加工性能等方面也表现不错。正是因为具备这些性能，业界一致认为三聚氰胺泡沫塑料在化工、建筑、交通等行业的应用前景广阔。它可以用于对吸声性能有严格要求、火灾危险性大的运动场馆、电影院、宾馆、车站等建筑物，以及道路、交通工具、工业厂房等；良好的隔热、隔音、耐火
和热稳定性，使其在家用电器领域可有效替代传统泡沫塑料；经过处理，它可以作为无线电波、雷达、微波能的吸收和屏蔽材料，应用于信息产业和军事工业。
中国设计研究院的建筑声学专家曹孝振指出，该泡沫塑料的阶段性研究工作做得不错，但下一步的商业化开发也很重要，希望企业要继续投入精力进行产品科学性、系列化和商品化的研究，从而保持在该领域的领先地位。
据中国化工报报道，最近国内新材料界热议的话题之一就是三聚
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