[发明专利]一种含磷阻燃聚氨酯及其合成方法

说明书

本发明公开一种含磷阻燃聚氨酯及其合成方法。合成方法如下：将己二酸、DDP、1,4‑丁二醇和季戊四醇混合，在催化剂的作用下，进行酯化反应后，得含磷端羟基聚酯；降至常温后，加入甲苯二异氰酸酯和催化剂，进行搅拌混合，先进行常温固化，再进行加热固化即可；己二酸和DDP的总摩尔数与1,4‑丁二醇和季戊四醇的总摩尔数之比为0.6～0.9；DDP和己二酸的摩尔比为0.6～2；常温固化的时间为20～26h，加热固化为每隔一小时升温10℃，直至70℃，并维持3～6h。该合成方法，反应条件比较温和、工艺简单、操作方便、节能环保，所使用的原料价格低廉，合成的含磷聚氨酯具有较好的热稳定性、阻燃性能及成膜性能。

技术领域

本发明涉及一种含磷阻燃聚氨酯及其合成方法。

背景技术

聚氨酯(PU)是分子结构中含有重复氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的一类聚合物的总称，PU中除含有大量的-NHCOO-基团外，还会含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。聚氨酯一般是由多元醇和多元异氰酸酯反应制得，通常还需要加入一些添加物，比如：扩链剂、催化剂和起泡剂。聚氨酯的合成配方多种多样，可调范围很大，主要产品有硬质泡沫PU、软质泡沫PU、半硬质泡沫PU、PU弹性体、PU浆料、PU纤维、PU涂料、PU交联剂和密封胶等。

随着建筑物的防火设计要求不断提高，世界各国已经把阻燃材料作为研究重点。然而，现有技术中的含磷阻燃聚氨酯的阻燃性能差，且对反应条件要求高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的聚氨酯阻燃性能差、且对反应条件要求高的缺陷，而提供一种阻燃性能好、操作简单的含磷阻燃聚氨酯的合成方法。该合成方法，工艺简单、反应条件温和，制得的聚氨酯阻燃性能好、热稳定性好。

本发明提供一种含磷阻燃聚氨酯的合成方法，其包括如下步骤：

(1)将己二酸、[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(简称DDP)、1,4-丁二醇和季戊四醇混合，在催化剂的作用下，进行酯化反应后，得含磷端羟基聚酯；

(2)降至常温后，所得含磷端羟基聚酯中，加入甲苯二异氰酸酯和催化剂，进行搅拌混合，先进行常温固化，再进行加热固化即可；

所述己二酸和DDP的总摩尔数与所述1,4-丁二醇和季戊四醇的总摩尔数之比为0.6～0.9；

所述DDP和所述己二酸的摩尔比为0.6～2；

所述常温固化的时间为20～26h，所述加热固化为每隔一小时升温10℃，直至70℃，并维持3～6h。

步骤(1)中，所述己二酸(英文名称adipic acid，简称AC)为本领域常规物质，纯度一般为工业级。

步骤(1)中，所述[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(英文名称9,10-dihydro-10-(2,3-dicarboxypropyl)-9-oxa-10-phosphaphenanthrene10-oxide，简称DDP)为本领域常规物质，一般为工业级纯度。

步骤(1)中，所述1,4-丁二醇(英文名称1,4-butanediol，简称BDO)为本领域常规物质，一般为工业级纯度。

步骤(1)中，所述季戊四醇(英文名称pentaerythrotol，简称PER)为本领域常规物质，一般为工业级纯度。

步骤(1)中，所述催化剂为本领域常规，较佳地为二月桂酸二丁基锡，所述催化剂的用量为本领域常规，较佳地为0.1％～1.5％，更佳地为0.2％～0.4％，所述百分比为所述催化剂的质量占所述己二酸、DDP、1,4-丁二醇和季戊四醇的质量之和的百分比。

步骤(1)中，所述酯化反应较佳地在N₂保护氛围下进行。