[发明专利]阻燃剂六丁醇基环三磷腈及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂六丁醇基环三磷腈的制备方法及应用，具体涉及一反种应性的、含有氮、磷协同阻燃元素的化合物制备方法及应用，属于阻燃技术领域。

背景技术

磷腈类阻燃剂作为环境友好型、高效磷-氮阻燃剂产品近年来发展迅速。六氯环三磷腈是一种环状磷腈化合物，同时含有磷氮元素，本身具有较高的热稳定性和阻燃性能，它及它的衍生物在聚合物材料中已经有了广泛的应用。但在聚氨酯行业中，由于六氯环三磷腈及其部分衍生物都是固体，且都不具有羟基或氨基这些能与异氰酸酯反应的基团而受到限制。

专利CN101985455A、CN102603800A、CN102250147A等分别公开了六苯氧基环三磷腈阻燃剂、醛基苯氧基环三磷腈阻燃剂、含硅官能团环三磷腈阻燃剂的制备方法，含苯环结构的阻燃剂基本上为固体，含硅官能团环三磷腈阻燃剂不含有能与异氰酸酯反应的基团，故限制了其在聚氨酯行业的使用；专利CN102816186A公开了采用醚交换方法制备了多羟基结构环三磷腈树脂，虽然与异氰酸酯反应制备磷腈聚氨酯泡沫塑料氧指数达40-50以上，但其制备工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种简单制备含羟基结构的环三磷腈阻燃剂的方法，并将其作为反应性阻燃剂应用到硬质聚氨酯泡沫塑料制备中，改善其阻燃性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

六丁醇基环三磷腈阻燃剂，其以环三磷腈为中心结构，采用1,4-丁二醇与六氯环三磷腈上的六个氯原子进行亲核取代反应，得到含羟基的六丁醇基环三磷腈阻燃剂，其结构式如下：

六丁醇基环三磷腈阻燃剂的制备方法，按照下述步骤进行：将六氯环三磷腈、1,4-丁二醇、催化剂溶于有机溶剂，在惰性气体保护下，加热反应，反应结束后有沉淀析出，过滤后滤液经减压蒸馏除去溶剂及过量催化剂，得到产物10℃以下静止、分层析出过量1,4-丁二醇，抽滤除去过量1,4-丁二醇后，得到六丁醇基环三磷腈阻燃剂。

其中所述的六氯环三磷腈与1,4-丁二醇的摩尔比为1:6～8；六氯环三磷腈与催化剂摩尔比为1:6～8，催化剂为三乙胺；有机溶剂为四氢呋喃、吡啶、氯苯、甲苯中一种，六氯环三磷腈、1,4-丁二醇、三乙胺与有机溶液比例为1g:2～8ml；惰性气体采用氮气或氩气；加热反应温度在30～120℃，反应时间6h～18h。

本发明制备的六丁醇基环三磷腈阻燃剂的应用，制备出具有阻燃性能的硬质聚氨酯保温材料；六丁醇基环三磷腈作为反应性阻燃剂，不仅提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，还可以改善硬质聚氨酯泡沫塑料的物理性能。

具有阻燃性能的硬质聚氨酯保温材料，由下列质量份数的原料组成：

六丁醇基环三磷腈质量份数：30～150份；

聚醚多元醇1质量份数：40份；

聚醚多元醇2质量份数：20份

聚酯多元醇1质量份数：30份

聚酯多元醇2质量份数：10份

胺类催化剂1质量份数：0.5份；

胺类催化剂1质量份数：1.7份

金属类催化剂：1.9份；

发泡剂：35份；

有机硅匀泡剂质量份数：2.8份；

异氰酸酯(PAPI)质量份数：150～300份。

其中所述的聚醚多元醇1具体为以蔗糖和二甘醇或丙二醇等二醇为起始剂的聚氧化丙烯多元醇,

聚醚多元醇2为以乙二胺为起始剂的聚氧化丙烯四醇，

聚酯多元醇1具体为芳香族聚酯多元醇，

聚酯多元醇2具体为芳烃聚酯多元醇，

胺类催化剂1具体为N,N-二甲基环己胺，

胺类催化剂2具体为五甲基二乙烯三胺，

金属催化剂具体为醋酸钾，

发泡剂具体为二氯氟乙烷，

泡沫稳定剂具体为有机硅稳定剂，俗称硅油，

异氰酸酯(PAPI)具体为多芳基多亚甲基异氰酸酯，