[发明专利]一种高含磷及多官能度的阻燃多元醇的制备方法

说明书

本发明涉及阻燃材料领域，公开了一种高含磷及多官能度阻燃多元醇的制备方法，包括：1)将季戊四醇磷酸酯、小分子环氧化合物和催化剂反应得到中间产物A；2)将中间产物A、三羟甲基氧化磷和催化剂混合反应得到中间产物B；3)将中间产物B、低分子量聚醚多元醇和催化剂加热混合反应得到高含磷多官能度的阻燃多元醇。本发明高含磷多官能度的阻燃多元醇具有磷含量高且可调节，官能度高且可调节的优点，应用面广，以其为原料制备的胶粘剂和各类泡沫具有永久阻燃功能，且环保无毒性渗出等性能。

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，尤其涉及一种高含磷及多官能度的阻燃多元醇的制备方法。

背景技术

目前阻燃多元醇基本为卤代聚醚多元醇，该类阻燃多元醇中溴或/和氯的含量较高，与聚醚及聚酯多元醇具有良好的相容性。但卤系阻燃剂缺乏抗紫外光稳定性和表面易喷霜，在对聚合物阻燃时，易放出有毒的烟和气体，危害环境和人类的健康，因此，阻燃剂的发展方向应向无卤方向发展。

含磷聚醚多元醇是一类常用于硬质泡沫材料的阻燃聚醚多元醇，它一般以磷酸酯为原料，这些含磷聚醚多元醇进一步制成的泡沫具有持久的阻燃效果。但是这类含磷聚醚多元醇的耐水解稳定性差，在配制成的泡沫组合料中产生的酸性物质会中和部分叔胺催化剂，从而降低催化活性。为克服上述缺点，已研制出磷碳结构的含磷聚醚多元醇。该类含磷聚醚多元醇具有强度高、尺寸稳定性好、导热系数低、粘结力强、出方率高、永久阻燃等特点。广泛适用于生产高阻燃喷涂、板材等泡沫。

但是现有的磷碳结构的含磷聚醚多元醇产品中的磷的质量分数一般低于8％，含磷量不高，导致阻燃效果无法满足一些高阻燃需求，或添加量多时阻燃效果达到但综合性能不足。同时现有的含磷聚醚多元醇分子结构中的羟基官能度不够高，导致制备的本体阻燃胶粘剂粘合后的模量、强度和力学性能不足，本体阻燃泡沫软脆，泡沫软硬度可调性差，导致阻燃泡沫应用领域受限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高含磷及多官能度的阻燃多元醇的制备方法，本发明方法所得的阻燃多元醇具有磷含量高且可调、羟基官能度高且可调的特点，应用广泛，以其为原料制备的胶粘剂和各类泡沫具有永久阻燃功能，且环保无毒性渗出等性能。

本发明的具体技术方案为：一种高含磷及多官能度的阻燃多元醇的制备方法，包括以下步骤：

1)将季戊四醇磷酸酯和路易斯酸催化剂混合均匀，加热升温至55-65℃，再通入小分子环氧化合物，在95-105℃保压0.5-3h，再抽真空，反应得到中间产物A。

2)将中间产物A、三羟甲基氧化磷和催化剂混合均匀，加热升温至55-65℃，在 60-180℃下反应4-8h，抽真空，得中间产物B。

3)将中间产物B、低分子量聚醚多元醇和催化剂混合均匀，加热升温至60-120℃反应4-8h，95-105℃抽真空，得到高含磷及多官能度的阻燃多元醇。

本发明阻燃多元醇的制备反应机理主要利用羟基与环氧基开环或与羟基的醚化反应。具体地：在步骤1)的反应中，季戊四醇磷酸酯与环氧化合物在路易斯酸催化剂作用下，季戊四醇磷酸酯的羟基与环氧化合物开环聚合形成醚键，制得反应中间产物 A；在步骤1)的反应中，三羟甲基氧化磷上的羟基反应活性相对较弱，在强碱性催化剂和一定的反应温度作用下，反应产物A上的羟基与三羟甲基氧化磷上的羟基聚合醚化反应形成醚键，制得反应中间产物B；在步骤3)的反应中，由于使用了低分子量聚醚多元醇，它们的羟基反应活性相对较弱，因此需要在强碱性催化剂作用和相对较高的反应温度下，反应产物B的羟基与低分子量聚醚多元醇的羟基醚化反应形成醚键，制得高含磷及多官能度的阻燃多元醇。