[发明专利]一种用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的协效多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的协效多元醇的制备方法，具体涉及一种用于制备阻燃聚氨酯泡沫塑料的磷溴协同阻燃多元醇的制备方法，属于高分子材料、反应型阻燃剂、能源节约与保护、环境友好新工艺及建筑保温材料技术领域。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料是由聚酯或聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成的低密度微孔氨基甲酸酯高分子材料，具有质轻、吸水率低、隔热保温性好、耐候性强、导热系数低以及较好的力学性能及耐化学腐蚀等性能，并且与多种材料具有很强的粘结强度，被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。然而，未经阻燃处理的聚氨酯泡沫塑料，因其结构中含烃基、醚键、酯基等基团，导致聚氨酯容易燃烧，且燃烧时释放出氢氰酸和一氧化碳等有毒烟雾，对人类的生命和财产安全造成危害。2008年深圳市龙岗区舞王俱乐部“9-20”火灾及 2010年上海“11-15”火灾，聚氨酯泡沫塑料易燃是引起这些重特大火灾事故的主要原因。因此，对其进行阻燃处理非常重要。

向原料中添加阻燃剂是目前提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性能最有效的方法。阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，添加型阻燃剂是指不能与异氰酸酯或发泡助剂发生化学反应的阻燃剂，该类阻燃剂虽能改善聚氨酯的阻燃效果，但由于添加量较大，不仅降低了聚氨酯泡沫材料的机械性能，而且，随时间的推移，该阻燃剂逐渐从材料中迁移析出，导致其使用过程中阻燃性能以及物理力学性能进一步降低，并且对环境造成二次污染。反应型阻燃剂是指可以与异氰酸酯或发泡助剂发生化学反应的阻燃剂，由于该类阻燃剂以共价键方式连接到聚氨酯泡沫塑料结构中，因此，可有效克服添加型阻燃剂的上述缺陷。

有机磷系阻燃剂具有低烟、无毒或低毒等优点, 符合环保要求，与其它阻燃剂相比较，有机磷系阻燃剂具有突出的阻燃性能，为此，在阻燃市场上占有较大的份额。然而，工业上普遍使用的有机磷系阻燃剂是添加型阻燃剂，如磷酸三苯基酯、磷酸三乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基膦酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯、磷酸三（2， 3-二溴丙基）酯、 三（二溴苯基）磷酸酯等 。

以溴作为阻燃元素的溴系阻燃剂，具有阻燃高效性、耐热性好，能满足多种高分子材料的阻燃要求，加之原料来源充足、价格便宜，对基材的物理机械性能影响小等特点，其他阻燃剂难以比拟，因而，深受人们的青睐，是目前市场上产量最大、应用最广泛的添加性阻燃剂之一。溴系阻燃剂的一个重要的发展方向是提高分子量、改进分子结构，提高与聚合物基材的相容性，保持高聚物材料原有的物理机械性能，并且无迁移、热稳定性好，因此，制备反应型溴系高分子阻燃剂是该发展方向一个重要举措。

单一阻燃元素制备的聚氨酯泡沫塑料保温材料，其阻燃能力常常不能满足使用要求，为此，研究开发具有协效阻燃作用且具工业应用价值的反应型阻燃剂，对于阻燃聚氨酯技术领域的发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的协效多元醇，即磷溴协效阻燃多元醇的制备方法，该制备反应条件温和，工艺简单易操作，原料成本低，技术成熟可靠。

本发明的技术任务之二是提供该协效多元醇的用途，该多元醇可替代制备硬质聚氨酯泡沫塑料用的聚酯或聚醚多元醇，用于制备阻燃聚氨酯保温材料。

本发明的技术方案如下：

1. 一种用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的协效多元醇的制备方法，由以下质量份的原料通过化学反应制得：

磷酸三乙酯130

五氧化二磷60-90

季戊四醇50-80

有机锡催化剂2.0-2.7

四溴苯酐105-130

环氧烷300-400

季铵盐催化剂2-2.9

所述的一种用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的协效多元醇的制备方法，步骤如下：

将磷酸三乙酯加入到安装回流装置的烧瓶中，开始搅拌，加入五氧化二磷，加热升温到115-125℃时，保温反应20-30 min；加入季戊四醇和有机锡催化剂，反应2.5-3.5 h；加入四溴苯酐，反应0.5 h；加入环氧烷和季铵盐催化剂，继续反应4-5 h，冷却，出料，制得用于阻燃聚氨酯泡沫塑料的多元醇；

所述有机锡催化剂选自下列之一：单丁基锡酸、单丁基二羟基氯化锡、单丁基三异辛酸锡

所述季铵盐催化剂选自下列之一：四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵；

所述环氧烷，选自下列之一：环氧丙烷、环氧氯丙烷。