[发明专利]一种三聚氰胺改性的无卤阻燃聚醚的合成制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过多羟甲基三聚氰胺与聚醚反应制备改性阻燃聚醚的合成制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料（PUF）是聚氨酯合成材料的主要品种之一，具有优异的力学性能、热学性能、声学性能、电学性能和高稳定性，因而在制冷、保温、吸声隔音、衬垫防震方面有着广泛的应用。普通的聚氨酯泡沫塑料密度较小，对空气接触面积大，因此都为易燃聚合物，并且燃烧时会产生大量的浓烟和有毒气体，严重威胁人们的财产和生命安全。因此，阻燃聚氨酯泡沫材料一直是业界研究开发的热点。

通过添加阻燃剂，可以得到阻燃的聚氨酯泡沫材料；也可以通过对多元醇和多异氰酸酯化合物进行改性，引入阻燃的卤素、磷、氮等元素，形成阻燃的多元醇和多异氰酸酯，由这些多元醇或者多异氰酸酯制备的聚氨酯泡沫也具有一定的阻燃性。引入了阻燃元素的聚醚多元醇称为“阻燃聚醚”，也可以归入反应型阻燃剂，但总的来说仍是聚醚多元醇。与添加型阻燃剂相比，由于阻燃聚醚多元醇参与反应，稳定的结合到聚氨酯基体中，不会在长期使用过程中析出而降低阻燃性能。

根据添加的阻燃元素不同，阻燃聚醚有以下几种：

1）含磷聚醚多元醇和含磷含氯聚醚多元醇 

含磷含氯聚醚一般以磷酸酯、五氧化二磷、三氯氧磷或者四羟基氯化磷等为原料，与乙二醇、甘油等反应，作为起始剂，再与环氧乙烷、环氧丙烷或者环氧氯丙烷反应，生成含磷（及含氯）元素的聚醚多元醇。此类阻燃聚醚由于含有磷氧键，所以耐水解性差，在配置成泡沫组合料中它水解产生的酸性物质可中和部分叔胺催化剂，减低催化活性。

2）卤代聚醚多元醇

一般以4,4,4-三氯-1,2-环氧丁烷或者4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷等卤代氧化烯烃为单体，采用路易斯酸催化剂，在开环聚合反应后即制得含氯或者含溴聚醚多元醇。

3）含磷、氯、锑的聚醚多元醇

在甘油中加入三氯化锑，待溶解后加入三氯氧磷，反应后减压蒸出HCl，滴加环氧氯丙烷或者环氧丙烷，反应，制得低酸度的阻燃聚醚。

以上几种阻燃聚醚均含有卤素和磷元素，其制品一旦燃烧，发烟量大，易产生刺激性或者有毒气体，导致火场环境更复杂，更加不利于安全。其次，含卤素阻燃剂的环保问题和对人体的危害越来越引起人们的关注。现在欧洲的一些发达国家，已经逐步减少或者禁用含卤素系列阻燃剂。2008年1月17日，挪威政府对外宣布其关于禁止使用十溴二苯醚（Deca-BDE）的单方面禁令将于2008年4月1日生效。考虑到十溴二苯醚的使用给环境和健康带来的影响，该禁令涵盖了Deca-BDE除运输传送作用以外的所有应用领域。目前，我国企业界也对卤系阻燃剂的应用前景给予了极大的关注，纷纷探寻政策动向和新产品替代信息。

氮系阻燃剂能在着火温度或者接近着火温度下分解吸热，同时生成毒性较低的不燃物质，主要是氮气等惰性气体，从而起到阻燃作用，发烟量低，是目前最有前途的环保型阻燃剂之一。三聚氰胺就是一种氮系阻燃剂，具有环保无毒成本低的优点，在欧洲等地区大量应用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃。一般将三聚氰胺研磨成较细的颗粒，加入到聚醚多元醇中，配成悬浮液，进行发泡。除了环保安全的优点，三聚氰胺也具有所有添加型阻燃剂共有的缺点，即在聚醚中会有相容性差问题，对最终制品的物理机械性也能造成负面影响，这限制了其使用的范围。