[發明專利]一種用于催化制備高阻燃硬質聚氨酯板材的復合堿性離子液體

有效

• 申請號: 201410139724.4
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103865022A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 郭亞莉;褚建軍;孫浩;鐘東南;孫志武
• 申請（專利權）人: 山東普蘭特板業有限公司
• 主分類號: C08G18/20
• 分類號: C08G18/20;C08G18/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本發明涉及一種Lewis-Br?nsted（路易斯-布朗斯）復合堿性離子液體催化劑，用于催化制備硬質聚氨酯復合板材，特別是一種用于催化制備高阻燃硬質聚氨酯板材的復合堿性離子液體及制備的組合聚醚多元醇和硬質聚氨酯小泡。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料導熱系數小、吸水率低、壓縮強度大，具有優良的力學性能、良好的電學性能、聲學性能、保溫性能和耐化學性能，尤為顯著的是其導熱系數在所有有機材料中最低，聚氨酯硬泡板材作為聚氨酯建材的一種，易于成型，生產效率高，能夠做到生產工業化，產品規格尺寸標準化，?施工裝配化，易于控制產品質量和工程質量、施工效率高、美觀等許多優點，廣泛應用于工業廠房(車間、辦公室)、倉庫、集貿市場、體育場館、車船等候廳、民用住宅、別墅、活動板房與組合式冷庫等建筑房屋的墻板和屋頂構件，以及船舶、車輛、空調保溫、裝飾等領域。其中堿性離子液體催化合成的聚氨酯復合板材泡孔細膩、氧指數高，與普通聚氨酯板材相比尺寸穩定性好、阻燃效果好，使用壽命更長、更安全，且發泡成型過程催化劑無揮發性、無刺激性氣味，更環保。

現在市場上組合聚醚中一般加入N,N-二甲基環己胺（PC-8）催化劑，對操作員工粘膜、上呼吸道、眼和皮膚有強烈的刺激性；李艷偉等（Fire?Science?and?Technology.?2012,?31:?626-628）研究了咪唑型離子液體在阻燃技術中的應用，并分析離子液體的種類、含量對硬質聚氨酯泡沫氧指數、水平燃燒速度、熱分解性能的影響，結果表明當(BMIM)PF₆質量分數為25%時阻燃效果最好，可使氧指數達到24.2，但是該離子液體對反應體系催化效果不明顯。

目前普通的聚氨酯板材主要存在如下問題：（1）尺寸穩定性差、后期收縮嚴重。（2）阻燃級別較低、易燃、存在安全隱患。（3）發泡成型過程催化劑易揮發，有強烈的刺激性氣味。

發明內容

本發明的目的是提供一種環境友好、與聚氨酯組合料相容性好、催化活性高、阻燃性能好的Lewis-Br?nsted復合堿性離子液體，用于催化合成硬質聚氨酯復合板材以及制備的組合聚醚多元醇和硬質聚氨酯小泡。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于催化制備高阻燃硬質聚氨酯板材的復合堿性離子液體，其特征是，包括：1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑鹽酸鹽；或1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑二氫胺鹽；或1-乙基-3-（2-二乙基氨基）乙基咪唑；或1-乙基-3-（2-二乙基氨基）乙基咪唑六氟磷酸鹽；其制作工藝為：

（1）1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑鹽酸鹽的制備：在100mm圓底燒瓶中依次加入N-甲基咪唑2.05g（25mmol）、氯乙基哌啶鹽酸鹽3.68g（20mmol）和10ml無水乙醇，回流反應24h。反應結束后，室溫下真空旋蒸除去溶劑，用CH₂Cl₂洗滌數次，得到白色固體；

（2）1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑二氫胺鹽的制備：在100mm圓底燒瓶中依次加入上述制備的?1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑鹽酸鹽0.67g（2.5mmol）、C₂N₃Na?0.49g（5.5mmol）和10ml去離子水，室溫下攪拌過夜；反應結束后，室溫下真空旋蒸除去水，得到固體NaCl和液體的混合物；利用CH₂Cl₂將液體溶解，過濾除去NaCl，旋轉蒸發除去溶劑，重復上述操作數次以除去少量溶解的NaCl，直到生成的離子液體澄清，即得1-甲基-3-（2-哌啶-1’-基）乙基咪唑二氫胺鹽；

（3）1-乙基-3-（2-二乙基氨基）乙基咪唑鹽酸鹽的制備：在100mm圓底燒瓶中依次加入N-甲基咪唑6.15g（75mmol）、2-二乙基氨基氯乙烷鹽酸鹽10.32g（60mmol）和30ml無水乙醇，回流反應24h。反應結束后，室溫下真空旋蒸除去溶劑，用CH₂Cl₂洗滌數次，得到白色固體；