[发明专利]具有多羟基结构的环三磷晴树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种具有多羟基结构的环三磷晴树脂及其制备方法；属于有机合成领域。

背景技术

聚磷晴树脂具有不燃烧，耐高温等特点，在有机材料中可做为高效磷-氮阻燃剂使用，受到人们的重视。但在聚氨酯行业，由于聚磷晴树脂都是固体，且都不具有羟基或氨基这些能与异氰酸酯反应的基团而受到限制。

磷晴材料问世之后，由于技术的原因，一直没有得到大规模的应用。一是由于六氯环三磷晴合成技术收率太低，二是由于所有的研究者都在研究六氯环三磷晴开环聚合制磷晴弹性橡胶，由于其昂贵的价格以及其非常难的加工成型性，使这个优秀的材料在全世界范围内一直没有得到大规模的应用。很多专利都在围绕着六氯环三磷晴开环聚合制磷晴弹性橡胶进行研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能与异氰酸酯反应，形成反应型阻燃剂的具有多羟基结构的环三磷晴树脂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：具有多羟基结构的环三磷晴树脂，其结构如下：

二羟基环三磷晴树脂（I）                             三羟基环三磷晴树脂（II）

     四羟基环三磷晴树脂（III）                 五羟基环三磷晴树脂（IV）

六羟基环三磷晴树脂（V）

其中，R=—(CH₂)_n—或—（CH₂）_mO（CH₂）_m-；2≤n≤6，2≤m≤6。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种具有多羟基结构的环三磷晴树脂的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用的技术方案为：具有多羟基结构的环三磷晴树脂的制备方法，其步骤为：

将六甲氧基化环三磷晴树脂（VI）与二元醇按摩尔比1：2-6加入反应釜，再加入占六甲氧基化环三磷晴树脂质量2-3%的固体酸催化剂，控制反应釜内温度为110℃-140℃，进行醚交换反应，并在常压下不断蒸出生成的甲醇，计量蒸出的甲醇质量达到理论计算质量的85~90%时，醚交换完成；调节温度至100℃-110℃，调整压力0.090-0.095MPa，蒸出残存的甲醇，减压蒸出的甲醇质量与上述常压蒸出甲醇质量之和为理论值时，减压蒸馏结束，过滤除去催化剂，得到

具有多羟基结构的环三磷晴树脂；

所述六甲氧基化环三磷晴树脂结构式（VI）如下：

以三羟基环三磷晴树脂为例，反应式如下：

其中，R=—O(CH₂)_n—或—O（CH₂）_mO（CH₂）_m—；2≤n≤6，2≤m≤6。

所述的二元醇优选下述物质中的一种或几种：乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇；

其他多元醇：包括聚醚多元醇（聚合物分子主链含有醚键(-R—O—R-)其端基或侧基含有大于2个羟基(-OH)的聚合物，常温下为无色至棕色黏稠液体，通常易溶于芳烃、卤代烃、醇、酮，有吸湿性。在催化剂作用下，采用多羟基或多胺基化合物为起始剂，同氧化烯烃开环均聚或共聚反应合成。如甘油同环氧丙烷和环氧乙烷反应制得的分子量为3000～5000的聚醚三醇，常用于制造通用聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂和弹性体等。特殊聚醚多元醇还用作消泡剂、表面活性剂等。），聚酯多元醇（又称聚酯醇，是含端羟基饱和聚酯。常温下为淡黄色至棕色黏稠液体，或白色蜡状固体，溶于普通溶剂，微溶或不溶于非极性溶剂，不溶于水。由有机多元羧酸(或酸酐)同多元醇缩聚反应制备。聚酯多元醇同异氰酸酯反应生成聚酯型聚氨酯，如己二酸同一缩二乙二醇及少量三羟甲基丙烷反应，制得的分子量为2400左右的聚醚多元醇，可用于制备聚酯型软泡。不同种类的聚酯多元醇还常用于制造性能各异的聚氨酯泡沫塑料、弹性体、涂料、粘接剂。），均可作为原料与六甲氧基化环三磷晴树脂进行醚交换反应，得到高阻燃性环三磷晴聚合物多元醇，进一步与异氰酸酯反应，都能得到高阻燃性磷晴聚氨酯泡沫塑料材料，所以均应落入本专利保护范围内。

所述固体酸催化剂为硫酸锆催化剂或磷钨酸催化剂。

所述固体酸催化剂优选为320目硫酸锆催化剂。

所述固体酸催化剂的优选加入量占六甲氧基化环三磷晴树脂质量2-3%。