[发明专利]无机杂化三聚氰胺树脂多元醇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机杂化高分子材料技术领域，特别涉及一种无机杂化三聚氰胺树脂多元醇以及其制备方法。

背景技术

由于氨基树脂具有一定的耐温性能，所以在很多领域，包括涂料行业，家具行业，聚氨酯行业等都有应用。但是，应用于高阻燃的聚氨酯材料上，其耐高温性能还是具有一定的差距。

由于聚氨酯泡沫塑料分子的特殊结构，决定了其容易燃烧、不耐高温的特性。随着聚氨酯节能保温硬泡应用技术的不断推广应用，对其阻燃性能的要求也越来越高，特别是GB8624～2012《建筑材料燃烧性能分级方法》和GB50016～2014《建筑设计防火规范》的颁布实施后，聚氨酯泡沫在阻燃防火性能方便面临着严峻的考验。因此，如何提高氨基树脂的耐高温和阻燃性能成了本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种无机杂化三聚氰胺树脂多元醇及其制备方法，以六羟甲基三聚氰胺为原料，在酸性介质条件下，与甲醇反应生成四甲醚化三聚氰胺树脂或五甲醚化三聚氰胺树脂，再与无机杂化化合物进行反应，生成无机杂化醚化三聚氰胺树脂，再与多元醇进行醚交换反应，生成无机杂化三聚氰胺树脂多元醇，具有较高的阻燃性能和耐高温性能。

本发明所采用的技术方案如下：

无机杂化三聚氰胺树脂多元醇，其特征在于：分子结构如下：

所述分子结构中的X为无机杂化元素，包括B或Sb中的一种；

所述分子结构中的R为－(CH₂)_nOH或－(CH₂)_mO(CH₂)_mOH或

－(OCH₂CH₂CH₂CH₃)_KOH或－O(CH₂)_pCH(OH)CH₂OH或－OCH₂C(CH₂OH)₃，其中2≤n≤6，2≤m≤6，2≤p≤6，2≤k≤41。

所述的无机杂化三聚氰胺树脂多元醇的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

在酸性介质条件下，六羟甲基三聚氰胺和甲醇进行醚化反应得到醚化的三聚氰胺树脂；在搅拌条件下加碱进行碱中和反应；

将醚化的三聚氰胺树脂与无机杂化化合物在100～110℃的条件下进行杂化反应0.5～2小时，蒸出甲醇和水，冷却到60～80℃后过滤得到无机杂化醚化三聚氰胺树脂；

在无机杂化醚化三聚氰胺树脂中加入多元醇和酸在100～120℃下进行醚交换反应，蒸馏脱除残留的甲醇，即得到无机杂化三聚氰胺树脂多元醇。

所述的无机杂化三聚氰胺树脂多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

(1)醚化反应

向反应釜中加入六羟甲基三聚氰胺和甲醇，加酸调节pH为2.5～5.5，在35～65℃的条件下，搅拌速度为60～80转/分钟，保温30～120min进行醚化反应，得到醚化三聚氰胺树脂；

(2)碱中和

在转速40～80转/分钟条件下搅拌，加碱调节pH为8.0～9.0，该碱中和过程保持温度低于50℃；

(3)杂化反应

向反应釜中加入无机杂化化合物和水，升温到100～110℃反应0.5～2小时，在80～100℃的条件下，常压蒸出甲醇，在100～110℃的条件下，在真空度为0.090～0.095MPa条件下蒸出水，至含水量达到0.5％以下；

(4)冷却过滤

冷却到60～80℃，加入2％～2.5％硅藻土助滤剂，用过滤机过滤出盐，得到无机杂化三聚氰胺树脂；

(5)醚交换反应

加入多元醇，及盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、甲酸或对苯二甲酸中的一种酸，在100～120℃下，进行醚交换反应，常压下不断蒸出生成的甲醇，至计量蒸出的甲醇质量达到理论量，醚交换完成；

(6)蒸馏脱除残留的甲醇

在真空度0.090～0.1MPa，温度95～120℃的条件下，蒸出残存的甲醇，冷却到室温，即得到无机杂化三聚氰胺树脂多元醇。

所述的无机杂化三聚氰胺树脂多元醇的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的无机杂化化合物为：硼酸钠、硼酸钾、硼酸、硼酸锌、磷酸硼、四水八硼酸钠、三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸钠、钼酸钾、钼酸锌、钼酸铵、四钼酸铵或七钼酸铵中的一种。