[發明專利]一種用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的協效多元醇的制備方法

有效

• 申請號: 201510568315.0
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105175737B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 匡軒;王志玲;魏琴;吳丹;馬洪敏;張勇
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C08G79/04
• 分類號: C08G79/04;C08G18/64;C08G18/76;C08G18/18;C08J9/08
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技術領域

本發明涉及一種用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的協效多元醇的制備方法，具體涉及一種用于制備阻燃聚氨酯泡沫塑料的磷溴協同阻燃多元醇的制備方法，屬于高分子材料、反應型阻燃劑、能源節約與保護、環境友好新工藝及建筑保溫材料技術領域。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料是由聚酯或聚醚多元醇與異氰酸酯反應生成的低密度微孔氨基甲酸酯高分子材料，具有質輕、吸水率低、隔熱保溫性好、耐候性強、導熱系數低以及較好的力學性能及耐化學腐蝕等性能，并且與多種材料具有很強的粘結強度，被廣泛用作石油化工管道、冷藏設備、運輸設備以及建筑物等的保溫隔熱材料。然而，未經阻燃處理的聚氨酯泡沫塑料，因其結構中含烴基、醚鍵、酯基等基團，導致聚氨酯容易燃燒，且燃燒時釋放出氫氰酸和一氧化碳等有毒煙霧，對人類的生命和財產安全造成危害。2008年深圳市龍崗區舞王俱樂部“9-20”火災及 2010年上?！?1-15”火災，聚氨酯泡沫塑料易燃是引起這些重特大火災事故的主要原因。因此，對其進行阻燃處理非常重要。

向原料中添加阻燃劑是目前提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性能最有效的方法。阻燃劑可分為添加型和反應型兩大類，添加型阻燃劑是指不能與異氰酸酯或發泡助劑發生化學反應的阻燃劑，該類阻燃劑雖能改善聚氨酯的阻燃效果，但由于添加量較大，不僅降低了聚氨酯泡沫材料的機械性能，而且，隨時間的推移，該阻燃劑逐漸從材料中遷移析出，導致其使用過程中阻燃性能以及物理力學性能進一步降低，并且對環境造成二次污染。反應型阻燃劑是指可以與異氰酸酯或發泡助劑發生化學反應的阻燃劑，由于該類阻燃劑以共價鍵方式連接到聚氨酯泡沫塑料結構中，因此，可有效克服添加型阻燃劑的上述缺陷。

有機磷系阻燃劑具有低煙、無毒或低毒等優點, 符合環保要求，與其它阻燃劑相比較，有機磷系阻燃劑具有突出的阻燃性能，為此，在阻燃市場上占有較大的份額。然而，工業上普遍使用的有機磷系阻燃劑是添加型阻燃劑，如磷酸三苯基酯、磷酸三乙酯、磷酸三異丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基膦酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯、磷酸三（2， 3-二溴丙基）酯、 三（二溴苯基）磷酸酯等 。

以溴作為阻燃元素的溴系阻燃劑，具有阻燃高效性、耐熱性好，能滿足多種高分子材料的阻燃要求，加之原料來源充足、價格便宜，對基材的物理機械性能影響小等特點，其他阻燃劑難以比擬，因而，深受人們的青睞，是目前市場上產量最大、應用最廣泛的添加性阻燃劑之一。溴系阻燃劑的一個重要的發展方向是提高分子量、改進分子結構，提高與聚合物基材的相容性，保持高聚物材料原有的物理機械性能，并且無遷移、熱穩定性好，因此，制備反應型溴系高分子阻燃劑是該發展方向一個重要舉措。

單一阻燃元素制備的聚氨酯泡沫塑料保溫材料，其阻燃能力常常不能滿足使用要求，為此，研究開發具有協效阻燃作用且具工業應用價值的反應型阻燃劑，對于阻燃聚氨酯技術領域的發展具有重要的意義。

發明內容

本發明的技術任務之一是為了彌補現有技術的不足，提供一種用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的協效多元醇，即磷溴協效阻燃多元醇的制備方法，該制備反應條件溫和，工藝簡單易操作，原料成本低，技術成熟可靠。

本發明的技術任務之二是提供該協效多元醇的用途，該多元醇可替代制備硬質聚氨酯泡沫塑料用的聚酯或聚醚多元醇，用于制備阻燃聚氨酯保溫材料。

本發明的技術方案如下：

1. 一種用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的協效多元醇的制備方法，由以下質量份的原料通過化學反應制得：

磷酸三乙酯130

五氧化二磷60-90

季戊四醇50-80

有機錫催化劑2.0-2.7

四溴苯酐105-130

環氧烷300-400

季銨鹽催化劑2-2.9

所述的一種用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的協效多元醇的制備方法，步驟如下：

將磷酸三乙酯加入到安裝回流裝置的燒瓶中，開始攪拌，加入五氧化二磷，加熱升溫到115-125℃時，保溫反應20-30 min；加入季戊四醇和有機錫催化劑，反應2.5-3.5 h；加入四溴苯酐，反應0.5 h；加入環氧烷和季銨鹽催化劑，繼續反應4-5 h，冷卻，出料，制得用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的多元醇；

所述有機錫催化劑選自下列之一：單丁基錫酸、單丁基二羥基氯化錫、單丁基三異辛酸錫

所述季銨鹽催化劑選自下列之一：四乙基溴化銨、芐基三乙基氯化銨、四乙基氯化銨、芐基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨；

所述環氧烷，選自下列之一：環氧丙烷、環氧氯丙烷。