[发明专利]一种阻燃双烷环型多元醇树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃双烷环型多元醇树脂及其制备方法，其特征是：该阻燃双烷环型多元醇树脂的制备方法首先在磷钨杂多酸季铵盐相转移催化剂催化下进行双环戊二烯的环氧化反应，再经环氧化的双环戊二烯再与9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物进行加成反应，然后再与多元醇和环氧乙烷的混合物进行反应而制得阻燃双烷环型多元醇树脂。本发明阻燃双烷环型多元醇树脂可用于汽车、建筑、设备制造工业，以及航空、航天等特殊领域的阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料和喷涂型氨酯泡沫塑料的制备，也可以作为扩链剂，广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂等的制备。

技术领域

本发明属于有机多元醇化合物及其制备，涉及一种阻燃双烷环型多元醇树脂及其制备方法。本发明阻燃双烷环型多元醇树脂可用于汽车、建筑、设备制造工业，以及航空、航天等特殊领域的阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料和喷涂型氨酯泡沫塑料的制备，也可以作为扩链剂，广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂等的制备。

背景技术

聚氨酯硬质泡沫塑料，具有重量轻，绝热效果好、耐化学腐蚀等优点，被广泛应用于冰箱、冻库、建筑保温、汽车内饰品等。而在航空航天等特殊领域，设备零部件越来越要求轻量化，而聚氨酯硬质泡沫塑料具有很多优点，越来越受到青睐，这就要求该泡沫材料具有重量轻、力学性能优良、尺寸稳定性好、精度高等要求。但它是一种易于燃烧的有机高分子材料，并且燃烧时产生大量烟雾，对人们生命安全产生二次危害，因此聚氨酯硬质泡沫塑料阻燃性成为行业和国家提倡的技术发展方向。

现有技术中，阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法主要分阻燃聚酯多元醇型和阻燃聚醚多元醇型两种。阻燃聚酯多元醇官能度较低(普遍在2.0～2.4左右)，单一使用阻燃聚酯多元醇，将导致泡沫内部交联密度不足而影响泡沫塑料的机械强度，并最终影响泡沫塑料的尺寸稳定性。聚醚多元醇的官能度虽然较高(通常≥4)，但因其较高的官能度，导致发泡工艺不易控制，极易导致泡沫交联密度过大；且使用该类聚醚多元醇将消耗更多的异氰酸酯，不仅增加成本，更大幅提高了泡沫中硬段的含量，致使板材发酥、发脆。另一方面，目前市售的阻燃聚醚多元醇多为添加型；反应型阻燃聚醚多元醇(特别是无卤阻燃型)，目前国内还没有实现工业化生产，且价格昂贵，无法大量使用无卤阻燃型聚醚多元醇来制备阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料。

为解决上述问题，现有的发泡技术一般采用普通聚醚多元醇和反应型阻燃聚酯多元醇混合使用的方法来提高多元醇混合物的平均官能度，并利用反应型阻燃聚酯多元醇内部的酯键来增加材料的刚性，但此方法一方面由于聚醚多元醇与反应型阻燃聚酯多元醇的主链结构并不一致，二者混溶性较差，在高速混合搅拌后常出现分层现象，将破坏泡孔结构的规整性，并影响泡沫的刚性及其热导率，另一方面加入的普通聚醚多元醇，虽然提高了体系的平均官能度，但稀释了阻燃元素的浓度，导致阻燃性降低，为此又加入添加型阻燃剂弥补阻燃性的缺失。添加型阻燃剂不但随着时间的推移会出现迁移现象，而且会影响泡沫制品的机械性能，进而影响到泡沫制品的尺寸稳定性。

CN104262596A公开了一种高官能度聚酯多元醇及其制备方法，系采用高官能度聚酯多元醇、并通过现有技术方法进行发泡制备硬质泡沫塑料，虽然所制得的聚氨酯硬质泡沫塑料的机械强度有了一定的提高，但也只是勉强达到建筑行业标准《JG/T314—2012》中对于聚氨酯硬泡复合保温板的强度要求(压缩强度≥150KPa)，而实际应用中绝大多数行业对于泡沫塑料的机械强度及尺寸稳定性有更高要求(一般要求≥200KPa)，这也使得上述泡沫塑料在实际应用中具有很大的局限性。CN1506395aA用阻燃聚醚多元醇制备硬质的聚氨酯泡沫塑料，该方法主要通过在配方中利用层状纳米硅酸盐改性的方式来提高泡沫的强度，并添加甲基膦酸二甲酯(DMMP)和乙基膦酸二乙酯(DEEP)作为阻燃剂，来制备硬质聚氨酯泡沫塑料。虽然阻燃性、机械性能都不错，但添加型阻燃剂和纳米硅酸盐的加入，会导致在混合过程中很难均匀地分布于聚醚多元醇体系中，导致其在发泡时产生“烧芯”现象、泡孔密度不均匀、容易开口甚至塌陷，直接影响到泡沫塑料制品的尺寸稳定性。

发明内容