[發(fā)明專利]一種含硅阻燃聚醚表面處理劑及其制備方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105542144B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雅君;錢立軍;王偉;岐曉青
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué)
• 主分類號: C08G65/00
• 分類號: C08G65/00;C07F9/24;C08G18/48;C08K9/10;C08K3/32;C08K5/3492;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/06;C08G101/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種阻燃劑的表面處理劑及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種用于阻燃聚氨酯的固體無機阻燃劑的含硅阻燃聚醚表面處理劑及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚氨酯泡沫塑料由于重量輕、強度高，電絕緣性優(yōu)良、熱導(dǎo)率低而被廣泛應(yīng)用于制冷、建筑、汽車等工業(yè)領(lǐng)域。然而，由于聚氨酯泡沫塑料的多孔蜂窩結(jié)構(gòu)特征增加了其與空氣之間的接觸面積，從而使得它極易燃燒。近年來，由聚氨酯泡沫著火引發(fā)的火災(zāi)報道越來越多，因此對其阻燃是非常必要的。

目前，用于聚氨酯泡沫的阻燃劑主要分為液體阻燃劑和固體阻燃劑兩大類。液體阻燃劑(如TCPP,TEP)的市場占有率較高，但是存在添加量大、易造成聚氨酯泡沫產(chǎn)品收縮的問題。固體阻燃劑(如APP，石墨)一般添加在聚醚組分料中，雖然不會造成聚氨酯泡沫產(chǎn)品收縮，但是由于其與聚醚相容性不好而在聚醚中分散效果差，易沉降和團聚。因此，需要對固體阻燃劑進行表面處理才能獲得良好的阻燃效果和較高的阻燃效率。

現(xiàn)有的針對固體粉末的表面處理劑大多數(shù)為丙烯酸嵌段共聚物，雖然也能起到一定的分散效果，但是無法達到使用的要求，主要是因為該類處理劑與聚氨酯的相容性不好并且不具有阻燃功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種含硅官能團阻燃聚醚表面處理劑。

本發(fā)明的含硅官能團阻燃聚醚表面處理劑的結(jié)構(gòu)式為：

其中R為平均分子量為300～4000、官能度為2的聚醚多元醇或聚醚多元胺。該含硅官能團阻燃聚醚表面處理劑含有磷、氮、硅三種阻燃元素，平均分子量1020-4720，官能度6，為深黃色透明液體。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種制備該含硅官能團阻燃聚醚表面處理劑的方法。

該方法原理是聚醚多元醇或聚醚多元胺和二氯磷酸苯酯反應(yīng)后再用γ-氨丙基三乙氧基硅烷封端，具體步驟如下：

步驟(1).將平均分子量為300～4000、官能度為2的聚醚多元醇或聚醚多元胺與三乙胺按摩爾比1:2混合，在惰性氣體氛圍中，40-80℃下攪拌0.5～1小時，得到官能度為2的聚醚多元醇或聚醚多元胺的活潑氫化合物。

所述的惰性氣體為氮氣或氬氣；

步驟(2).在持續(xù)攪拌的條件下，將步驟(1)中官能度為2的聚醚多元醇或聚醚多元胺的活潑氫化合物滴加到二氯磷酸苯酯的非質(zhì)子性有機溶劑中，使得二氯磷酸苯酯與聚醚多元醇(或聚醚多元胺)的摩爾比為(2.1～2.5):1，滴加時間30-90分鐘，之后在40-80℃下反應(yīng)5～10小時；

二氯磷酸苯酯的非質(zhì)子性有機溶劑中二氯磷酸苯酯的濃度為0.1～1mol/L，

所述的非質(zhì)子性有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺、四氫呋喃、二氧六環(huán)、丙酮、丁酮、乙酸乙酯中的一種；

步驟(3).向反應(yīng)溶液中加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，使得γ―氨丙基三乙氧基硅烷與聚醚多元醇或聚醚多元胺的摩爾比為(2.1～2.5):1，再加入三乙胺，使得三乙胺與γ―氨丙基三乙氧基硅烷的摩爾比為(1～1.5):1，保持步驟(2)的反應(yīng)溫度，反應(yīng)3-7小時；

步驟(4).反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物抽濾除去白色的三乙胺鹽酸鹽，再將濾液真空旋蒸，除去非質(zhì)子性有機溶劑以及三乙胺，得到含硅阻燃聚醚表面處理劑，為深黃色液體。

本發(fā)明的第三個目的是上述含硅官能團阻燃聚醚表面處理劑的應(yīng)用，具體步驟為：將上述含硅阻燃聚醚表面處理劑與聚醚多元醇混合，然后加入固體無機阻燃劑，乳化或研磨成濃漿料，含硅阻燃聚醚表面處理劑包覆在固體無機阻燃劑的表面，使固體無機阻燃劑懸浮分散在聚醚多元醇中，起到防止固體無機阻燃劑沉降的作用。該濃漿料可作為阻燃母料加入到硬泡聚氨酯的聚醚配方料中，得到固體無機阻燃劑分散均勻的聚氨酯硬泡。

所述的聚醚多元醇粘度為200～1000cps@25℃，官能度為2～4。

所述的固體無機阻燃劑為聚磷酸銨、三聚氰胺、三聚氰胺脲氰酸鹽、蜜胺焦磷酸鹽、次磷酸鋁、硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、納米蒙脫土、石墨、三氧化二銻、氧化鋅中的一種或幾種。