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能源是一个国家经济发展的物质基础,能源的合理利用对社会的进步和发展具有不可替代的作用。目前,我国的建筑能耗占社会总能耗的30%以上,建筑节能已成为我国能源发展战略的核心。硬质聚氨酯泡沫(RPUF)由于其优异的保温性能被广泛应用于建筑外墙保温。但是,聚氨酯主要由碳氢链段构成,与无机材料相比较易燃烧,对人民生命和财产安全都产生巨大的威胁,因此有必要对硬质聚氨酯泡沫进行阻燃改性处理,制备一种新型阻燃聚氨酯保温材料。本文首先对比了市场上几种常用保温材料的优缺点,探讨如何对硬质聚氨酯泡沫塑料进行阻燃改性。然后将聚磷酸铵(APP)与氢氧化镁(MH)按照不同配比用量组成协效阻燃剂加入聚氨酯硬泡的合成中制备了多组阻燃聚氨酯硬泡。通过临界氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、锥形量热仪和电子万能试验机研究了聚磷酸铵和氢氧化镁不同配比对聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能、燃烧行为和压缩强度的影响。并用扫描电镜观察了阻燃材料燃烧后残炭的微观结构。最后通过鸿业全年负荷计算及能耗分析软件(HY-EP)对采用聚氨酯板和膨胀聚苯板作为保温材料的建筑分别进行全年负荷模拟计算,主要结论如下:(1)聚磷酸铵能显著增强聚氨酯的阻燃性能和力学性能,且随着聚磷酸铵含量增加,聚氨酯的阻燃性能越好,压缩强度增强。当聚磷酸铵的添加量为40份时,复合材料的极限氧指数达到26.2%,垂直燃烧测试达到UL-94 V-0级。APP能提高聚氨酯的火灾安全性,PUF/APP 40复合材料的最大热释放速率比纯聚氨酯硬泡降低20.3%,总热释放量降低17.4%。泡沫成炭致密,有较好的阻燃效果。(2)氢氧化镁的加入增强了PUF/APP/MH复合材料的阻燃性能,有效降低了复合材料燃烧时的烟毒气生成量。加入30份聚磷酸铵和10份氢氧化镁的聚氨酯复合材料极限氧指数为27.5%,最大烟释放速率比纯聚氨酯降低60.4%,一氧化碳生成量峰值比PUF/APP20的样品下降43.1%。随着氢氧化镁的加入,复合材料的压缩强度逐渐降低,泡孔结构破坏较明显,对聚氨酯力学性能的影响较大。(3)运用鸿业全年负荷计算软件进行全年负荷模拟计算的结果表明,太原市某办公建筑以聚氨酯板作为保温材料的围护结构方案比以膨胀聚苯板为保温材料的方案全年总负荷低1482.18 kW·h,具有更好的保温节能效果。