[發(fā)明專利]一種可用于聚氨酯硬泡阻燃的反應(yīng)型阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211626388.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN116102788A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔正;陳宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華騰新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08K5/5333
• 分類號(hào): C08K5/5333;C08G18/48;C08G18/76;C07F9/40;C08G101/00
• 代理公司: 上海思真遠(yuǎn)達(dá)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31481
• 代理人: 汪洋

本發(fā)明公開一種可用于聚氨酯硬泡阻燃的反應(yīng)型阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用。所述反應(yīng)型阻燃劑具有如下式I所示的結(jié)構(gòu)，其中，Rsubgt;1/subgt;、Rsubgt;2/subgt;各自獨(dú)立地選自甲基或乙基；Rsubgt;3/subgt;選自甲基；x為3?6的正整數(shù)。該技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中用于對(duì)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料進(jìn)行阻燃的反應(yīng)型阻燃劑阻燃效率不高，尤其是極限氧指數(shù)較低、熱釋放速率較高等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種可用于聚氨酯硬泡阻燃的反應(yīng)型阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在過去的幾十年里，受建筑采暖與制冷能耗增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)問題的推動(dòng)保溫泡沫材料得到了快速發(fā)展。其中，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)因其價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度較高在眾多已商業(yè)化的RPUF中脫穎而出，成為外墻保溫中保溫泡沫材料的重要組成部分。然而與其他有機(jī)材料一樣，RPUF具有內(nèi)在可燃性，LOI約為18.5％，燃燒時(shí)會(huì)釋放大量熱量和有毒煙氣，且沒有UL-94等級(jí)，嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前改善RPUF阻燃性能的常用策略有三種，即反應(yīng)性阻燃劑(FRs)、添加劑阻燃劑(FRs)和阻燃涂料的應(yīng)用。其中，添加劑型阻燃劑使RPUF的力學(xué)性能急劇下降，涂層型阻燃劑由于界面附著力和結(jié)合力較弱耐久性差，反應(yīng)型阻燃劑通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)入基體，與基體具有良好的結(jié)合力，對(duì)RPUF物理性能的影響可以忽略，但阻燃效率不高，表現(xiàn)在極限氧指數(shù)較低(27.0％)，熱釋放速率較高。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上事實(shí)，本發(fā)明的目的在于提供一種可用于聚氨酯硬泡阻燃的反應(yīng)型阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，用于對(duì)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料進(jìn)行阻燃的反應(yīng)型阻燃劑阻燃效率不高，尤其是極限氧指數(shù)較低、熱釋放速率較高等問題。

一方面，本發(fā)明提供一種可用于聚氨酯硬泡阻燃的反應(yīng)型阻燃劑，所述反應(yīng)型阻燃劑具有如下式I所示的結(jié)構(gòu)：

R₁、R₂各自獨(dú)立地選自甲基或乙基；

R₃選自甲基；

x為3-6的正整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)型阻燃劑為烷氧基膦酸酯與多元醇通過酯交換反應(yīng)得到的含活性羥基的含磷阻燃劑。

進(jìn)一步地，所述烷氧基膦酸酯選自甲氧基膦酸酯或乙氧基膦酸酯。

進(jìn)一步地，所述多元醇選自3-6個(gè)碳的多元醇。

進(jìn)一步地，所述多元醇選自甘油、赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇或甘露醇中的一種或幾種。本發(fā)明的技術(shù)方案中，選擇如前所述的多元醇對(duì)烷氧基磷酸酯進(jìn)行改性(酯交換反應(yīng))得到的含磷阻燃劑尤其適用于聚氨酯硬泡的阻燃，其能顯著提高聚氨酯硬泡的極限氧指數(shù)、降低其熱釋放速率，同時(shí)對(duì)其物理性能的影響很小，可忽略不計(jì)。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)型阻燃劑中，磷含量為16-20wt％。此時(shí)，能顯著提高聚氨酯硬泡的極限氧指數(shù)、降低其熱釋放速率且?guī)缀醪挥绊懢郯滨ビ才莸奈锢硇阅堋?/p>

又一方面，本發(fā)明提供如上所述的反應(yīng)型阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

在氮?dú)鈿夥占皵嚢钘l件下，將烷氧基膦酸酯與多元醇的混合物加熱至完全融化；

繼續(xù)加熱至反應(yīng)溫度，并在此反應(yīng)溫度下進(jìn)行冷凝回流反應(yīng)，得到所述反應(yīng)型阻燃劑。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)的流程如下式所示：

其中，R₁、R₂、R₃和x的定義同上所述。

進(jìn)一步地，所述烷氧基膦酸酯與多元醇的摩爾比為2:1-2.5:1。