[發明專利]一種含磷氮聚醚多元醇類化合物以及制備方法、應用

在審

• 申請號: 202110085709.6
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112898348A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李文木;丁宇林;蘇玉苗;楊特平;許明洪
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所;福建越特新材料科技有限公司
• 主分類號: C07F9/6574
• 分類號: C07F9/6574;C07F9/6571;C08G18/32
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張琦

本申請公開了一種含磷氮聚醚多元醇類化合物及其制備方法、應用。該含磷氮聚醚多元醇類化合物選自具有式Ⅰ所示結構式的物質中的任一種。該化合物作為一種含磷氮聚醚多元醇協同阻燃劑，其作為反應型含磷氮聚醚多元醇，能與異氰酸酯發生化學反應生成氨基甲酸酯基團，將阻燃元素磷氮均以共價鍵的形式引入聚氨酯網絡，制備得到阻燃性能優異的含磷氮聚醚多元醇。克服了現有技術中添加型阻燃劑易析出、遷移的問題，具有優異的阻燃性能。

技術領域

本申請涉及一種含磷氮聚醚多元醇類化合物以及制備方法、應用，屬于有機化工產品技術領域。

背景技術

聚氨酯是由多異氰酸酯和多元醇聚合而成的高聚物，是一種重要的高分子材料；在分子內和分子間同時存在著強極性的氨基甲酸酯基和氫鍵，具有高強度、耐磨、柔韌性好、附著力強、成膜溫度低、耐溶劑等優異性能；同時通過改變多羥基化合物的種類、結構、分子量等，還可以在較大范圍內方便地調節聚氨酯材料的性能，被廣泛應用于工業及日常生活中，并幾乎滲透到國民經濟的各個部門，它可以制成聚氨酯泡沫塑料、橡膠、涂料、粘合劑、合成纖維、合成皮革、防水灌漿材料、鋪裝材料等多種產品，廣泛應用于交通運輸、建筑、機械、電子設備、家具、食品加工、服裝、紡織、合成皮革、印刷、礦冶、石油化工、水利、國防、體育、醫療等諸多領域。

由于聚氨酯材料在結構上具有易燃燒的碳氫鏈段，遇火時容易燃燒且難自熄，燃燒時產生大量的煙塵和有毒氣體，給滅火帶來困難的同時也會危害到人體健康及環境安全。因此，要想使聚氨酯材料應用更加廣泛，就必須根據材料的要求加入合適組份和劑量的阻燃添加劑。然而，添加型阻燃劑對力學性能影響較明顯，與聚氨酯混合性能不佳，阻燃劑容易析出。

傳統以物理共混方式的添加型阻燃劑，在聚氨酯產品使用過程中，易發生阻燃劑析出、遷移等缺陷。現有技術中公開了以一種含磷氮阻燃元素的二元醇制備一種磷氮協同阻燃的軟質聚氨酯泡沫塑料的方法。現有技術中還公開了以一種含磷氮阻燃元素的二元醇制備一種磷氮協同阻燃的硬質聚氨酯泡沫塑料的方法。避免了使用傳統以物理共混方式的添加型阻燃劑的不足，形成強制相容的、協同阻燃的聚氨酯材料。但，從結構上看，其含有的芳香環結構，會嚴重影響聚氨酯材料的機械性能；且該結構磷含量偏低，需要添加大量的阻燃劑才能達到一定的阻燃效果，該結構的加入對聚氨酯軟硬段比例的調控產生非常大的影響不利于分子結構的調控；而且，該阻燃劑合成較為復雜，不利于大規模合成；從阻燃機理上看該阻燃劑為單純的凝聚相阻燃機理，阻燃效果沒有膨脹型阻燃劑的阻燃效果好。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種含磷氮聚醚多元醇類化合物，該化合物作為一種含磷氮聚醚多元醇協同阻燃劑，其作為反應型含磷氮聚醚多元醇，能與異氰酸酯發生化學反應生成氨基甲酸酯基團，將阻燃元素磷氮均以共價鍵的形式引入聚氨酯網絡，制備得到阻燃性能優異的含磷氮聚醚多元醇。克服了現有技術中添加型阻燃劑易析出、遷移的問題，具有優異的阻燃性能。

一種含磷氮聚醚多元醇類化合物，所述含磷氮聚醚多元醇類化合物選自具有式Ⅰ所示結構式的物質中的任一種；

在式Ⅰ中，R₁、R₂、R₃、R₄獨立地選自氫、C₁～C₄烷基中的任一種；

所述R₅選自具有式Ⅱ所示結構式的基團中的任一種；

在式Ⅱ中，R₅₁選自C₁～C₉亞烷基、C₁～C₉取代亞烷基中的任一種；

R₅₂、R₅₃獨立地選自C₁～C₁₀亞烷基、C₁～C₁₀取代亞烷基中的任一種。