[发明专利]一种阻燃聚酯多元醇及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃聚酯多元醇，包括不饱和聚酯多元醇85‑98份、9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物1.5‑15份、催化剂0.002‑0.01份和阻聚剂0.0002‑0.001份。本发明方法得到的阻燃聚酯多元醇阻燃组分通过化学键与多元醇分子链键接，可通过配方调整获得不同阻燃组分含量的阻燃聚酯多元醇，在后续使用中不存在阻燃组分迁移析出的问题。其制备方法反应条件温和、工艺简单、转化率高，并可通过配方调整制备饱和阻燃聚酯多元醇或不饱和聚酯多元醇，对聚氨酯材料领域的应用具有更高的适用性。本发明阻燃聚酯多元醇具有无卤、低烟、低毒、不迁移析出、阻燃性能高效等特性，可应用于聚氨酯硬泡、聚氨酯胶黏剂、热塑性聚氨酯弹性体等聚氨酯材料。

技术领域

本发明涉及化工材料的合成，尤其涉及一种阻燃聚酯多元醇及其制备方法。

背景技术

不饱和多元醇是指脂肪族聚酯分子结构中包含非芳香族的不饱和碳氢链，其分子主链结构中除含有酯基外，还包含碳碳双键等不饱和键，因此其具有独特的不饱和键的特性。不饱和脂肪族聚酯多元醇大多由饱和的二元酸与过量的不饱和的二元醇或者有不饱和二元酸与过量的饱和的二元醇经过缩聚反应制得的有一定分子量的线型高分子化合物。

9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是新型的阻燃剂中间体，其结构中含有磷氢键，对烯烃等极具反应活性，可反应生成许多衍生物，DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环和菲环结构，特别是侧磷基团以环状O＝P-O键的方式引入，比一般的、未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性高，阻燃性能更好。

反应性阻燃聚酯多元醇一般通过阻燃性共聚酯组分参与多元醇的酯化缩聚反应，这种方法合成工艺较为复杂，阻燃剂组分的含量较少，阻燃效果较差；通过外加阻燃剂的方式改进聚氨酯材料的阻燃性能，一般需要加入较大比例的阻燃剂，不仅存在阻燃剂迁移析出影响阻燃效果的问题，而且阻燃剂后期加入对聚氨酯材料本身的性能有较大的影响，此外，对于基于DOPO的阻燃多元醇有研究采用不饱和酸与DOPO反应再将反应物与醇进行酯化制备，这种路线存在DOPO水解、DOPO与不饱和酸反应产物羧基反应活性低不易酯化、酸值高等问题，制备阻燃多元醇和基于此阻燃多元醇制备聚氨酯材料的可行性差，因此开发一种高性能的反应性阻燃聚酯多元醇是非常必要的。

发明内容

本发明针对反应性阻燃聚酯多元醇不易酯化、酸值高以及阻燃剂易迁移析出的问题，提供一种阻燃聚酯多元醇及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种阻燃聚酯多元醇，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：不饱和聚酯多元醇85-98份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物1.5-15份、催化剂0.002-0.01份和阻聚剂0.0002-0.001份。

其中，所述不饱和聚酯多元醇羟值为40-110mgKOH/g，酸值为2.1-3.6mgKOH/g，分子量为1000-3000g/mol，双键摩尔含量17.8-52.4％，为聚己二酸-亚甲基丁二酸—丁二醇酯多元醇、聚癸二酸-亚甲基丁二酸-乙二醇酯多元醇、聚己二酸-顺丁烯二酸-丁二醇酯多元醇、聚顺丁烯二酸-丁二醇酯多元醇或聚反丁烯二酸-己二醇酯多元醇多元醇中的一种。所述不饱和多元醇中的不饱和碳碳双键的摩尔分数含量为5-60％。所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与所述不饱和聚酯多元醇中双键的摩尔比例为0.5-1.05:1。所述催化剂为铂、铑或钯中的一种或多种。所述阻聚剂为对苯二酚、邻苯二酚、叔丁基邻苯二酚、联苯三酚、甲基对苯二酚、对苯醌、氢醌、甲苯氢醌或三叔丁基氢醌中的一种或多种。

本发明和涉及上述阻燃聚酯多元醇的制备方法，其步骤为：按重量份称取各组分，将不饱和聚酯多元醇加入反应器中，升温至90-120℃后在-0.09～-0.1MPa的真空度下脱水3-5h，检测水分含量低于200ppm后加入阻聚剂，升温至120-150℃，加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，分散均匀后加入催化剂，反应4-10h，离心过滤，得到阻燃聚酯多元醇