[发明专利]一种阻燃聚氨酯互穿网络聚合物的制备方法

说明书

本发明公开一种阻燃聚氨酯互穿网络聚合物的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将质量分数为37％的甲醛溶液的pH调至7‑9后，然后依次向其中加入双氰胺和三聚氰胺，搅拌均匀后，将混合物的温度升至90‑97℃，保温反应后，向其中加入有机硅试剂，继续保温反应后，制得有机硅改性共聚树脂；(2)将磷酸和季戊四醇混合均匀后，加热反应后，制得季戊四醇二磷酸酯；(3)将聚醚多元醇和季戊四醇二磷酸酯混合均匀后，继续向其中加入异氰酸酯和有机硅改性共聚树脂，持续搅拌后，进行发泡处理，制得成品。本发明制得的阻燃聚氨酯互穿网络聚合物，具有极其优异的力学性能以及阻燃性能，推动了阻燃高分子材料的发展。

技术领域

本发明属于阻燃剂制备技术领域，具体涉及一种阻燃聚氨酯互穿网络聚合物的制备方法。

背景技术

互穿聚合物网络是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子材料，是由两种或两种以上聚合物通过网络的互相贯穿缠结而形成的一类独特的聚合物共混物或聚合物合金，其示意图如附图1所示。IPN是由两种聚合物网络的单体或预聚体及催化剂和引发剂混合，通过各自聚合反应形成的网络链或线性大分子，具有明显的强迫相容性。现有技术中，制备具有阻燃效果的互穿聚合物网络的工艺不成熟，并且制得的成品其力学性能或者阻燃性能较差，无法达到使用的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种阻燃性能和力学性能俱佳的阻燃聚氨酯互穿网络聚合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种阻燃聚氨酯互穿网络聚合物的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)按重量份计，将100份质量分数为37％的甲醛溶液的pH调至7-9后，然后依次向其中加入65-75份的双氰胺和90-105份三聚氰胺，搅拌均匀后，将混合物的温度升至90-97℃，保温反应200-220min后，向其中加入130-160份有机硅试剂，继续保温反应60-70min后，制得有机硅改性共聚树脂Si-DMF，此操作的化学反应原理如下所示，

甲醛与双氰胺进行羟基化反应，形成羟甲基双氰胺：

羟甲基双氰胺可进行水解反应及分子间脱水缩聚：

而三聚氰胺与甲醛反应生成羟甲基三聚氰胺，产物可控制为二、三羟甲基三聚氰胺：

当羟甲基双氰胺与二羟甲基三聚氰胺共聚时，产生共聚树脂DMF，反应原理为；

采用有机硅对DMF力学性能进行增韧改性得Si-DMF。通过有机硅的羟基与三聚氰胺上的胺基或羟基缩合进行反应生成嵌段结构，反应原理为：

(2)按重量份计，将24-28份质量分数为85.3％磷酸和16-18份质量分数为85％的季戊四醇混合均匀后，加热至130-140℃后，反应4-5小时后，制得季戊四醇二磷酸酯PDP，此操作的化学反应原理如下所示，

磷酸与季戊四醇在一定条件下进行酯化反应：

(3)按重量份计，将55-60份聚醚多元醇和8-10份季戊四醇二磷酸酯混合均匀后，继续向其中加入50-60份的异氰酸酯和8-10份的有机硅改性共聚树脂，持续搅拌25-40秒后，停止搅拌，进行发泡处理后，制得成品RPU-FRIPN。

具体地，上述步骤(1)中，调节质量分数为37％的甲醛溶液pH的试剂为质量分数为99％的乙醇胺或者摩尔浓度为10mol/L的氢氧化钠溶液中的任意一种。

具体地，上述步骤(1)中的有机硅试剂为硅油、二乙基硅油、二甲基硅油的任意一种。