[发明专利]阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用松香聚醚多元醇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及松香基阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用原料及其制备工艺，特别涉及 一种松香聚醚多元醇的结构及制备方法、阻燃型松香聚醚多元醇用于制备硬质聚 氨酯泡沫塑料的方法。

背景技术

聚氨酯泡沫是目前世界上性能最佳的绝热保温材料，由于欧美等发达国家高 度重视建筑节能，所以在这些国家，聚氨酯硬泡已被广泛用于建筑物的屋顶、墙 体、天花板、地板、门窗等。但是，聚氨酯泡沫塑料的密度小，比表面积大，与 非泡沫材料相比更容易燃烧，燃烧和分解产生大量的有毒烟雾。遇火会燃烧并分 解，燃烧时热释放量大，产生大量有毒烟雾，对人体健康和环境都有很坏的影响。 因此，硬质聚氨酯泡沫塑料的耐燃性、安全性，已成为能否用于保温材料的重要 技术指标。各国政府也相继颁布法令和法规，明确规定某些场合下，聚氨酯材料 的使用一定要达到一定的阻燃标准，各种法规的出台大大推进了阻燃技术的发展。

开发无卤、低烟、低毒的环保型阻燃硬质聚氨酯泡沫产品已成为人们研究的 热点，在易燃的氨基甲酸酯键的分子结构中，引入难燃、耐温、低发烟、低毒性 杂环状结构化合物是解决PU难燃、低烟雾、低毒性的一条技术路线。这种环状结 构的存在一方面大大提高了泡沫的阻燃性、耐温性；另一方面大大降低了泡沫释 放烟雾毒性。所以反应型杂环刚性和无卤阻燃元素复合阻燃系统多元醇是目前研 究的热点。

美国专利4214055、3953393使用氯乙烯、偏氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈中两 种或两种以上混合单体共聚制备的阻燃聚合多元醇，并用其制备阻燃聚氨酯泡沫。 但聚乙烯、偏氯乙烯的均聚物和共聚物是不稳定的，在发泡过程中放出有毒的HCl 气体，对发泡设备具有腐蚀性；美国专利US 5250581公开了用三溴苯乙烯和丙烯 腈混合单体共聚制备阻燃多元醇，其制得的聚氨酯泡沫塑料具有一定的阻燃性， 但三溴苯乙烯合成困难、价格高、并且含有卤素。专利200710021640.0公开了用 于硬质聚氨酯泡沫塑料的松香聚醚多元醇及其制备方法，包括松香聚醚多元醇的 结构及松香基硬质聚氨酯泡沫的制备方法，；但是此多元醇不含阻燃氮元素，制成 的硬质聚氨酯泡沫塑料的氧指数不高，阻燃效果比较一般。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用松香聚醚多元醇及其 制备方法，采用结构改性的方法，把松香三元菲环难燃结构和阻燃氮元素引入多 元醇结构中；得到具有复合阻燃系统的反应型阻燃多元醇。

本发明的技术方案为：一种阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用松香聚醚多元醇， 结构式为：其中R为

n＝1～10，R为连续多段的环氧乙烷开环聚合物和环氧丙烷开环聚合物相间 形成的聚合物，n可以通过环氧乙烷、环氧丙烷每次的通入量来控制。

所述的阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用松香聚醚多元醇的制备方法，是采用结 构改性的方法，把松香三元菲环难燃结构和阻燃氮元素引入多元醇结构中；得到 具有复合阻燃系统的反应型阻燃松香聚醚多元醇，反应方程式为：

具体方法为：

将400-500质量份松香二元酸或三元酸、150-250质量份烷烃二胺、1-10质量 份的酸催化剂，加入耐压反应釜，混合升温搅拌，在160-200℃、压力0.2-0.6MPa 条件下反应3-8小时，降温到100-120℃，加入0.1-5质量份碱催化剂，抽真空无 氧条件下，再使温度处于130-150℃，将50-500质量份的环氧乙烷和50-500 质量份的环氧丙烷分作若干次，按照先通入环氧乙烷再通入环氧丙烷的顺序，交 替循环通入，每一次通入后，反应30-60min，并将反应压力保持在0.3-1.0MPa， 反应结束后，减压蒸馏，得到阻燃型松香聚醚多元醇。

其中，所述的松香二元酸或三元酸为马来海松酸、马来海松酸酐、丙烯海松 酸中的任意一种或任意几种的任意比混合物，优选马来海松酸酐。所述的烷烃二 胺为尿素、乙二胺、丙二胺、己二胺、癸二胺中的任一种，优选乙二胺。所述的 酸催化剂为对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、磷酸中的任意一种，优选对甲苯磺酸。所 述的碱催化剂为KOH、NaOH、甲醇钾、丙三醇钾中的任意一种。