[發(fā)明專利]快速自熄α-氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110591608.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113321783B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江賽華;海云;趙小炯
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C07F9/32;C08G101/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本發(fā)明公開了一種快速自熄的α?氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯材料及其制備方法；首先采用綠色環(huán)保高效的“一鍋式”反應(yīng)法制備含磷、氮阻燃元素的α?氨基膦酸酯(α?APP)反應(yīng)單體，然后通過化學(xué)反應(yīng)的方式將α?APP引入到硬質(zhì)聚氨酯泡沫(RPUF)發(fā)泡體系中制備出α?APP/RPUF復(fù)合材料。相比于傳統(tǒng)磷氮反應(yīng)阻燃單體制備過程復(fù)雜，涉及有毒溶劑，產(chǎn)率低等不足，本發(fā)明采用一步法制備α?APP阻燃單體具有過程簡便，無有毒溶劑，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。此外，本方法制備的α?APP/RPUF復(fù)合材料在α?APP磷?氮協(xié)同阻燃作用下可實(shí)現(xiàn)快速自熄，阻燃性能提升的同時兼顧了其固有性能。本發(fā)明對于制備綠色環(huán)保、規(guī)模化生產(chǎn)的阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫具有一定的實(shí)際意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑保溫材料，尤其涉及快速自熄α-氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯(泡沫復(fù)合)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

硬質(zhì)聚氨酯泡沫是眾多有機(jī)建筑保溫材料中具有顯著優(yōu)勢的保溫材料，例如低熱導(dǎo)率(0.024W/m·K)，重量輕、耐濕、防水化學(xué)穩(wěn)定性好、力學(xué)性能優(yōu)異、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

此外，硬質(zhì)聚氨酯泡沫不會像聚乙烯泡沫一樣燃燒時發(fā)生熔融流淌的現(xiàn)象。

因此，硬質(zhì)聚氨酯泡沫是目前國內(nèi)外最理想的節(jié)能保溫材料之一，已被廣泛應(yīng)用到保溫材料的行業(yè)如工業(yè)設(shè)備、冷凍冷藏設(shè)備、汽車工業(yè)，建筑等等諸多領(lǐng)域。

作為建筑保溫材料的硬質(zhì)聚氨酯泡沫未來的市場非常的龐大。

然而，由于硬質(zhì)聚氨酯泡沫其脂肪鏈含量大、比表面積巨大，導(dǎo)致與空氣接觸面積大，極其易燃(LOI僅為17)，火焰蔓延速率極快，而且燃燒會釋放大量的熱量和有毒煙氣，硬質(zhì)聚氨酯泡沫存在極大的火災(zāi)安全隱患會對社會造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，也大大限制了其擴(kuò)展應(yīng)用。

目前，對于改善硬質(zhì)聚氨酯泡沫阻燃性能采用較多的策略是反應(yīng)型阻燃策略，該策略的核心思想是設(shè)計含有磷、氮等阻燃元素的反應(yīng)單體，該反應(yīng)單體一般會含有羥基(—OH)或者異氰酸根(—N＝C＝O)，其目的就是可以參與到RPUF的合成反應(yīng)中，將含有官能團(tuán)的有機(jī)阻燃單體通過化學(xué)反應(yīng)的方式鍵合到RPUF的分子鏈段上構(gòu)成阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫復(fù)合材料。

雖然目前的有機(jī)磷-氮系阻燃劑具有顯著的阻燃效果，但是傳統(tǒng)制備磷-氮系阻燃劑的實(shí)驗過程非常復(fù)雜。

在合成目標(biāo)產(chǎn)物前需要合成一些中間單體，實(shí)驗周期較長，產(chǎn)率較低。此外，大部分的有機(jī)合成反應(yīng)需要一些有毒機(jī)溶劑和催化劑的參與，這些試劑最終會遺留下來，產(chǎn)物也需要多次提純，整個制備過程既不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。因此，簡化磷-氮系阻燃劑的制備過程，采用環(huán)保高效的合成方法制備高產(chǎn)率的磷-氮阻燃劑來實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫的高效阻燃是具有實(shí)際意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)有機(jī)磷氮阻燃劑合成過程復(fù)雜，涉及有毒溶劑，產(chǎn)率較低等不足，提供一種能快速自熄α-氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯材料及其制備方法。

本發(fā)明通過簡便高效綠色的“一鍋式”方法制備含磷氮阻燃劑APP，然后通過化學(xué)反應(yīng)的方式引入硬質(zhì)聚氨酯泡沫體系，制備可快速自熄的α-氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯泡沫復(fù)合材料，顯著改善其阻燃性能的同時兼顧了其固有性能。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

α-氨基膦酸酯/硬質(zhì)聚氨酯(泡沫復(fù)合)材料按重量分?jǐn)?shù)由以下原料組成：

聚醚多元醇100份

異氰酸酯140～150份

發(fā)泡劑1～3份

催化劑1～3份

穩(wěn)定劑1～3份

含磷氮反應(yīng)阻燃單體0～20wt％(按所有原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))