[发明专利]高固含量、低黏度难燃聚合物聚醚多元醇及制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯合成材料领域，具体地说是一种高固含量、低 黏度难燃聚合物聚醚多元醇及制备方法与应用。

背景技术

凡聚合物分子主链由醚链(-R-O-R’-)组成，分子端基或侧基 含羟基(-OH)的树脂称之为聚醚多元醇。它一般由氧化烯烃、氧化 乙烯，氧化丙烯、四氧呋喃等化合物，以多羟基化合物为起始剂，开 环均聚和共聚反应所合成的树脂均属这类产品。用于聚氨酯泡沫塑料 等的聚醚多元醇，按分子组成与结构分类，主要有下列四种；

1.氧化丙烯均聚醚，氧化丙烯单体在氢氧化钾、氢氧化铯、双 金属氰化物络合催化剂DMC等催化剂作用下，以各种多羟基化合物 (如丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷等)为起始剂开环均聚反 应制得各种官能度，各种分子量的氧化丙烯均聚醚，适用于制备硬质、 半硬质、软质聚氨酯泡沫塑料、橡胶等。属于这类聚醚多元醇均称之 为通用聚醚多元醇。

2.氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚为提高氧化丙烯均聚醚的反应活 性和亲水性，引入氧化乙烯链段，尤其在聚醚分子的末端，增加分子 中伯羟基含量，共聚醚的结构形式有三种：无规、有规、嵌段。

3.聚合物聚醚多元醇，由烯烃单体(丙烯晴、苯乙烯等)以自 由基接枝共聚在氧化烯烃聚醚多元醇介质中或用胺类化合物与有机 异氰酸酯在氧化烯烃聚醚介质中合成而成。

它可改善软质、半硬质、高回弹聚氨酯泡沫塑料的回弹率、开孔 性和承载性等。

4.元素有机氧化烯烃聚醚醇，将元素磷、硅、锑等引入聚醚多 元醇主、侧链中，以提高聚氨酯制品的难燃性及耐温性等。以往，合 成难燃、低烟、高回弹聚氨酯泡沫塑料所需的原料是高活性聚醚多元 醇、有机多异氰酸酯、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、链增长剂以及 阻燃剂、烟抑制剂和聚合物聚醚多元醇(POP)等。

其中，聚合物聚醚多元醇是由烯烃单体，如苯乙烯、丙烯晴或醋 酸乙烯酯等，在数均分子量5000～6000的高活性聚氧化乙烯-氧化丙 烯三元醇介质中自由基聚合而成，诸如金浦钟山化工有限公司的 GP103；104；天津第三石油化工厂的TPOP31/28；31/28；上海高桥石 化公司的GPOP36/28等。

阻燃剂一般采用卤化烷基磷酸酯化合物，其中有三(β-氯乙基) 磷酸酯(TCEP)；三(β-氯丙基)磷酸酯(TCPP)；二甲基磷酸酯 (DMMP)；多聚磷酸氨；三聚氰胺、氢氧化铝，氧化锑等。烟抑止 剂：富马酸、马来酸，间苯二甲酸及有机硅齐聚物等。

由于阻燃剂之间的协同作用，国内外在制造难燃高回弹聚氨酯泡 沫塑料时，有采用三聚氰胺与少量卤化代烷基磷酸酯合用。如USP；4， 849,459专利中介绍三聚氰胺与TCPP配合使用，且三聚氰胺的用量 高达聚醚的30～55％，TCPP用量占5％。由于三聚氰胺是粉状固体， 大量三聚氰胺的存在，导致组合料黏度过大，颗粒粗，易沉降，难以 用现有的高压或低压发泡机械操作。并且有机卤化烷基磷酸酯类复配 时，会导致组合料水解，破坏催化剂发泡之活性。也就是说，以上物 料不能复配成组合料，应用在生产实践中。而且有机卤化烷烃磷酸酯 类阻燃剂在制备泡沫制品中，遇火会大量分解出有毒的卤化羟气体及 黑色浓烟。极大的危害生命与污染自然环境。

发明人于2000年前研开发出了以含氮芳烃类化合物为核心原 料，制成纳米级难燃聚合物聚醚多元醇(MPP)和以其为原料合成的 难燃聚氨酯高回弹泡沫塑料模塑制品，现已广泛应用于我国汽车行业 中做各种高档轿车做垫、靠背等，并获国家专利：CN01134144.0。

但是，中国专利CN01134144.0公开的纳米级难燃聚合物聚醚多 元醇，其固含量在28％左右，相对偏低，以其为原料合成的难燃聚氨 酯高回弹泡沫塑料模塑(HRF)制品的硬度也相应偏低。若要提高固 含量，则会造成MPP黏度过大，流动性差，对后续的发泡过程极为 不利，也会大大降低HRF制品的质量。要提高HRF制品的硬度，也 势必会增加MPP的用量，造成生产成本增加。而且，用现有MPP无 法合成的特定高硬度HRF制品，满足不了在某些领域，例如汽车发 动机舱隔音垫、运动型轿车座椅等，对HRF制品硬度的高要求。

随着我国经济的发展与应用范围的扩大，轿车、摩托车、床具等 行业纷纷要求HRF制品的在保持物理性能及耐燃烧性能不变的条件 下，各种HRF制品的低密度化。