[发明专利]阻燃聚醚多元醇、组合聚醚、聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚醚多元醇、组合聚醚、聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

聚醚多元醇的主要应用领域是聚氨酯高分子材料，其消耗量占多元醇总量的80%左右，用于生产聚氨酯泡沫塑料、弹性体、胶粘剂和涂料等。聚醚多元醇简称聚醚，也叫聚烷醚或聚氧化烯烃，是在含活泼氢化合物为起始剂和催化剂存在下由环氧化合物开环聚合制得的。常用的环氧化合物有环氧丙烷（PO）、环氧乙烷（EO）等。聚氧化丙烯多元醇（包括环氧乙烷封端的活性聚醚）是聚氨酯工业用量最多的原料中间体。该类聚醚主要用于生产聚氨酯泡沫。

传统聚醚制得的聚氨酯泡沫材料属于易燃材料，阻燃性能较差，一般未经阻燃处理的硬泡的氧指数仅为18-19左右，属易燃材料，燃烧过程中放出有毒气体，给灭火及火场逃生都带来很大的困难，国内外已经报道了多起聚氨酯泡沫火灾造成的火灾案例，对于聚氨酯泡沫防火性能要求已经迫在眉睫。目前常用的阻燃方法是在生产聚氨酯的原料中加入阻燃剂，但是存在阻燃剂外迁移和影响聚氨酯泡沫性能等不利因素，阻燃聚醚的研发生产工作成为制备阻燃聚氨酯泡沫材料的热点之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的聚醚多元醇阻燃性能差或者烟密度高的缺陷，提供了一种聚醚多元醇、组合聚醚、聚氨酯泡沫及其制备方法。该聚醚多元醇属于无卤的氮磷协同阻燃聚醚多元醇，该组合聚醚中无需额外添加阻燃剂，其制成的聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能，能够进一步扩展硬质聚氨酯泡沫的应用领域，具有显著的经济效益和社会效益。该阻燃聚醚多元醇的制备方法操作简单，收率高，适于大规模工业化生产。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种聚醚多元醇的制备方法，其包括下述步骤：

①惰性气氛下，将二乙醇胺、甲醛水溶液和亚磷酸三乙酯混合，所述二乙醇胺和甲醛的摩尔比为0.9:1-1:0.9，所述亚磷酸三乙酯和所述二乙醇胺的摩尔比为0.9:1-1:0.9，反应，减压蒸馏，得起始剂；

②将20-30份所述起始剂、10-20份多羟基化合物、10-20份三聚氰酸和0.001-0.01份碱性催化剂混合得料液B；

或者，将20-30份所述起始剂、10-20份多羟基化合物和0.001-0.01份碱性催化剂混合得料液B；

或者，将20-30份所述起始剂、10-20份多羟基化合物、10-20份三聚氰酸、0.001-0.01份碱性催化剂和水混合得料液B；

其中，所述多羟基化合物的官能度为3-8；

③当所述料液B中不含水时，将所述料液B与3-5份环氧化合物混合，所述混合时的体系压力在0.4MPa以下，于85-90℃下反应，反应后得料液C；

或者，当所述料液B中含水时，将所述料液B与3-5份环氧化合物混合，所述混合时的体系压力在0.4MPa以下，于85-90℃下反应，反应后脱水，得料液C；

④将所述料液C和35-50份环氧化合物混合，所述混合时的体系压力在0.4MPa以下，于90-150℃下反应，反应后即得；

其中，所述的份数均为质量份。

步骤①中，所述混合的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述混合的温度较佳地为40-70℃。本发明中，所述的混合优选按下述步骤进行：（i）使用恒压滴液漏斗将所述的甲醛水溶液滴加至二乙醇胺中，搅拌，得料液A；（ii）使用恒压滴液漏斗将所述亚磷酸三乙酯滴加至所述料液A中。其中，步骤（i）中，所述滴加的时间较佳地在20分钟以上。步骤（i）中，所述搅拌的时间较佳地为15-20分钟。步骤（ii）中，所述滴加的时间较佳地在1小时以上，更佳地为1-2小时。

步骤①中，所述的惰性气氛可为本领域常规使用的惰性气氛，只要不与二乙醇胺和甲醛发生反应即可。所述的惰性气氛较佳地为氮气气氛。

步骤①中，所述反应的方法和条件可根据本领域此类反应的常规方法和条件进行选择。所述反应的时间较佳地为1-2小时。所述反应的温度较佳地为70-80℃。

步骤①中，所述减压蒸馏的方法和条件可为本领域常规的方法和条件，以去除反应副产物和其他低沸物。所述减压蒸馏的温度较佳地为100-110℃。

步骤②中，所述的多羟基化合物可为聚氨酯材料领域中常规使用的多羟基化合物，只要其官能度为3-8即可。所述的多羟基化合物较佳地为多羟基烃类化合物。所述的多羟基烃类化合物较佳地为蔗糖、山梨醇、甘油和季戊四醇中的一种或多种。

步骤②中，所述的碱性催化剂可为本领域常规使用的碱性催化剂，较佳地为KOH、二甲胺和三甲胺中的一种或多种。