[发明专利]阻燃生物质多元醇及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及精细化工和阻燃材料技术领域，具体而言，涉及一种阻燃生物质多元醇及其制备方法和应用。本发明提供一种阻燃生物质多元醇，所述阻燃生物质多元醇的结构通式如式Ⅰ所示，式Ⅰ中：R、R₁、R₂、R₃为不同碳原子数的烷基或不同碳原子数的烷氧基；n₁、n₂、n₃为环氧基开环后接入阻燃单元PG的个数，n₁≥0，n₂≥0，n₃≥0，并且n₁+n₂+n₃≥2。

技术领域

本发明涉及精细化工和阻燃材料技术领域，具体而言，涉及一种阻燃生物质多元醇及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯泡沫材料具有优异的物理和力学性能，是目前世界上性能最佳的绝缘保温材料，也是很好的隔音材料，是一种应用领域广泛的节能环保型材料。

聚合多元醇是聚氨酯的主要原料之一，目前国内用于聚氨酯泡沫的多元醇主要是不可再生资源的石油衍生产品。因此寻求高效、环保和可再生的植物油为替代原料制备多元醇已经得到重视。环氧大豆油、环氧蓖麻油以及环氧棕榈油分别是天然大豆油、蓖麻油和棕榈油环氧化得到，已经得到工业化应用，比如用于制备植物油多元醇，并应用于制备聚氨酯泡沫材料，不仅可以实现可再生资源替代石油衍生产品，而且还具有生物降解性能，符合节能环保的要求。

阻燃生物质多元醇是指结构中碳原子主要来自于生物基原料——植物油，植物油是植物固定大气中的CO₂形成的碳氢化合物，环氧植物油是植物油环氧化得到，环氧化过程没有改变植物油的分子骨架。使用含磷阻燃剂开环环氧大豆油获得的含磷阻燃大豆油多元醇，具有以下优势：(1)植物油易得，且价格低廉；(2)可再生，不依赖于石油资源，符合可持续发展要求；(3)能部分或完全替代石油基聚醚多元醇制备聚氨酯泡沫体，符合节能要求；(4)可赋予聚氨酯泡沫材料一定的阻燃性能；(5)具有生物降解性能，符合环保的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃生物质多元醇及其制备方法，本发明阻燃生物质多元醇是基于天然脂肪酸甘油酯为原料经改性反应得到的一种环境友好型多元醇，含有磷阻燃元素，具有一定的阻燃性能，原料易得，合成方法简单，可用作聚氨酯泡沫材料的原料，为利用可再生资源制备生物质阻燃多元醇提供了新途径。

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种阻燃生物质多元醇，其结构通式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中：R、R₁、R₂、R₃为不同碳原子数的烷基或不同碳原子数的烷氧基；n₁、n₂、n₃为环氧基开环后接入阻燃单元PG的个数，n₁≥0，n₂≥0，n₃≥0，并且n₁+n₂+n₃≥2；阻燃单元PG为式Ⅱ和式Ⅲ中的任一种基团：

式Ⅱ中：A₁、A₂均选自：羟基，1～9个碳原子的烷羧基、烷氧羧基、烷基、烷氧基，苯基或苯氧基；式Ⅲ中：R'、R”均选自：1～9个碳原子的烷基、烷氧基，苯基或苯氧基。

优选的，所述阻燃生物质多元醇的结构式如式Ⅳ、式Ⅴ或式Ⅵ所示：

优选的，式I中，所述阻燃单元PG选自以下结构式：

更优选的，所述阻燃生物质多元醇的结构式如下：