[发明专利]一种用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法和应用，具体涉及一种用于制备阻燃聚氨酯泡沫塑料的回收PET基含溴协同阻燃二元醇的制备方法，属于高分子材料、反应型阻燃剂、能源节约与保护、环境友好新工艺及建筑保温材料技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET，具有无毒、耐磨、耐热、电绝缘、耐化学腐蚀以及易回收等优良性能，现广泛应用于合成纤维、薄膜、医疗器械、民用吹塑、食品包装材料、矿泉水瓶等领域，随着社会需求的不断提高，其产销量也在不断增加。自2003年以来，全球PET产能以年均9%左右的速度扩张，其应用领域将进一步拓展到医疗卫生、电子电器、建筑、汽车等多技术领域。

我国PET用量巨大，因此，每年产生并回收了大量废旧PET，如何将PET变废为宝并且高附加值利用，是一个重要的研究课题。PET回收方法主要有物理回收法和化学回收法。物理回收法是指通过切断、粉碎、加热熔化等工序对废旧塑料进行再加工的循环利用技术。该技术投资少、加工成本低廉，但其再生塑料的性能比新材料大为降低，且含有大量杂质，一般只能降级使用，不宜于制造食品包装材料，且回收重复次数有限，最终还需寻求其它办法进行处理。PET的化学回收法是将其与其它物质发生解聚反应，使其转化为小分子。例如，PET化学解聚成为低分子对苯二甲酸乙二醇酯中间体，或完全降解为对苯二甲酸，或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，分离后，这些产品经纯化可再作为生产PET单体或合成其它化工产品的原料，从而实现了资源的循环利用。

聚氨酯泡沫塑料是由聚酯或聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成的低密度微孔氨基甲酸酯高分子材料，具有质轻、吸水率低、隔热保温性好、耐候性强、导热系数低以及较好的力学性能及耐化学腐蚀等性能，并且与多种材料具有很强的粘结强度，被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。然而，未经阻燃处理的聚氨酯泡沫塑料，因其结构中含烃基、醚键、酯基等基团，导致聚氨酯容易燃烧，且燃烧时释放出氢氰酸和一氧化碳等有毒烟雾，对人类的生命和财产安全造成危害。2008年深圳市龙岗区舞王俱乐部“9-20”火灾及 2010年上海“11-15”火灾，聚氨酯泡沫塑料易燃是引起这些重特大火灾事故的主要原因。因此，对其进行阻燃处理非常必要且重要。

PET分子含有高含量且具较好阻燃性的苯环结构，其阻燃性远高于脂肪族聚醚二元醇，为此，将回收PET应用于制备阻燃二元醇，以替代制备阻燃聚氨酯泡沫塑料的聚醚二元醇，具有重要的意义。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法，即PET基协同阻燃二元醇的制备方法，该制备一锅反应，反应条件温和，工艺简单易操作，原料成本较低，技术成熟可靠。

本发明的技术任务之二是提供该PET基协同阻燃二元醇的用途，该PET基协同阻燃二元醇可替代制备硬质聚氨酯泡沫塑料的聚酯或聚醚二元醇，用于制备阻燃聚氨酯保温材料。

本发明的技术方案如下：

1. 一种用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法

（1）一种用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法，由以下质量份的原料通过化学反应制得：

回收聚对苯二甲酸乙二酯100

二元醇80-100

醋酸锌0.1-0.5

加入四溴苯酐100-160

加入环氧烷100-120

季铵盐1.0-2.2

所述季铵盐，选自下列之一：四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵；

所述二元醇选自下列之一：乙二醇、1,3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇；所述聚乙二醇数均分子量为200-800；

所述环氧烷，选自环氧丙烷或环氧氯丙烷。

（2）所述用于制备聚氨酯的二元醇的制备方法，步骤如下：

1）向反应釜中加入回收破碎的聚对苯二甲酸乙二酯、二元醇，开启搅拌器，加入醋酸锌催化剂，加热至200-220℃，保温1-2 h，得到PET基二元醇；

2）将温度冷却到 120-130 ℃，加入四溴苯酐，反应10-20 min；

3）加入环氧烷、季铵盐催化剂，反应反应2-3 h，冷却，出料，制得回收PET基阻燃二元醇；

所述二元醇选自下列之一：乙二醇、1,3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇；所述聚乙二醇数均分子量为200-800；