[发明专利]阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物及其合成方法

说明书

本发明涉及一种阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯衍生物及其合成方法,属于聚氨酯材料技术领域。本发明的衍生物以苯胺为原料，与甲醛反应生成二苯胺中间物，然后进行光气化反应所得，或者以氨基苯基膦酸衍生物为原料，与甲醛反应生成二苯胺中间物，然后进行光气化反应所得。本发明能在聚氨酯产品现有阻燃水平的基础上额外提高阻燃能力，提高了泡沫阻燃上限，还可以在多元醇组分中不添加或者少添加阻燃剂，实现提高聚氨酯泡沫环保指标的目的。

技术领域

本发明涉及一种阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物及其合成方法,属于聚氨酯材料技术领域。

背景技术

聚氨酯是上世纪60年代后期发展起来的一种优异的高分子材料，在我们的日常生活中随处可见。从世界范围来看，CPI越高的国家，人均消耗聚氨酯量越多。产品有家居用床垫、沙发用海绵，冰箱用隔热泡沫，鞋服用PU超纤、鞋底、氨纶、垫肩，交通车辆用座椅、消音隔热等内饰与涂料，建筑用隔热、供热/石油管道、冷藏集装箱等各种应用。全球聚氨酯年总产量约2000万吨，我国产量约占世界产量55％，应用最广泛、用量最大的产品是泡沫制品，约占40％份额。

聚氨酯泡沫是异氰酸酯和多元醇组份反应生成的，如果不添加阻燃剂本身是易燃的。多年来深圳舞王、吉林宝源丰、寿光、北京大兴冷库等聚氨酯泡沫相关的重大火灾不断，大巴车着火消息频发。阻燃已成为聚氨酯泡沫在冷库、客车火车、公共家居等领域使用的卡脖子问题。

目前国内外泡沫阻燃的研究大多集中在多元醇组分，通过在多元醇组分中添加物理阻燃剂、阻燃多元醇实现的，存在阻燃剂迁移、影响物理性能、保质期短、存在阻燃上限等问题。VOC和气味等环保问题是聚氨酯阻燃泡沫在车内等封闭空间应用的另一个卡脖子问题。比如中国经营报2018.6.23报导《复兴号频遭车内异味投诉，中铁总：开展自查，严控原材料采购》。阻燃和环保是相互对立的指标，阻燃剂是对voc、气味贡献最大的因素之一。

目前，尚未有从异氰酸酯入手同时提高聚氨酯泡沫阻燃和环保性能的相关报道。

发明内容

本发明解决了聚氨酯泡沫材料阻燃性较差的问题，提供一种阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯衍生物及其合成方法，能在聚氨酯产品现有阻燃水平的基础上额外提高阻燃能力，提高了泡沫阻燃上限，还可以在多元醇组分中不添加或者少添加阻燃剂，实现提高聚氨酯泡沫环保指标的目的。

本发明阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物，其特殊之处在于以苯胺为原料，与甲醛反应生成二苯胺中间物，然后进行光气化反应所得，其中，苯胺是由三苯基氧化膦为原料制得，衍生物分子结构式为：

或者以氨基苯基膦酸衍生物为原料，与甲醛反应生成二苯胺中间物，然后进行光气化反应所得，分子结构式包括但不限于：

所述苯胺的分子结构如下：

所述氨基苯基膦酸衍生物的分子结构如下：

本发明的阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物的合成方法，其特殊之处在于包括以下步骤：

以2-(二甲基氧磷基)苯胺为原料与甲醛进行缩合反应，经过盐酸成盐、分子重排、苛性碱中和反应得到阻燃4,4'-(二甲基氧磷基)-3,3'-亚甲基二苯胺，即阻燃二苯胺中间物，反应方程式(1)如下：

将阻燃二苯胺中间物与光气进行光气化反应得到阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物，反应方程式(2)如下：

本发明的阻燃环保二苯基甲烷二异氰酸酯的衍生物的合成方法，其特殊之处在于包括以下步骤：