[发明专利]一种PET基多元协效多元醇的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种PET基多元协效多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一种回收PET基多元协效多元醇的制备方法和应用，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分子中含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。

以氮作为阻燃元素的氮系阻燃剂，具有阻燃性高、低烟、低毒、绿色环保等优点，因此，越来越受到人们的关注。氮系阻燃剂在吸热后分解产生不燃性气体，如氨气、氰化胺、氮气、一氧化氮、二氧化氮、二氧化碳、水等，这些不燃气体，一方面稀释空气中的氧和受热分解的可燃物的浓度，同时，由于吸收阻燃剂分解过程中的热量，降低了燃烧基材表面的温度，另外，分解产生的氮氧化物还能捕捉自由基，抑制高聚物的链锁反应，从而达到阻燃的目的。

以溴作为阻燃元素的溴系阻燃剂，具有阻燃高效性、耐热性好，能满足多种高分子材料的阻燃要求，加之原料来源充足、价格便宜，对基材的物理机械性能影响小等特点，其他阻燃剂难以比拟，因而，深受人们的青睐，是目前市场上产量最大、应用最广泛的添加性阻燃剂之一。溴系阻燃剂的一个重要的发展方向是提高分子量、改进分子结构，提高与聚合物基材的相容性，保持高聚物材料原有的物理机械性能，并且无迁移、热稳定性好，因此，制备反应型溴系高分子阻燃剂是该发展方向一个重要举措。

单一阻燃元素制备的聚氨酯保温材料，其阻燃能力常常不能满足使用要求，为此，研究开发具有多元协同阻燃作用且具工业应用价值的反应型聚合物阻燃剂，对于阻燃聚氨酯技术领域的发展具有重要的意义。

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PET基多元协效阻燃多元醇的制备方法，该制备反应条件温和，工艺简单易操作，原料成本低，技术成熟可靠。

本发明的技术任务之二是提供该PET基多元协效阻燃多元醇的用途，该阻燃多元醇用于阻燃聚氨酯保温材料的制备。

本发明的技术方案如下：

1. 一种PET基多元协效多元醇的制备方法，由以下质量份的原料经化学反应制得：

聚对苯二甲酸乙二酯 100

二元醇或混合醇 80-120

醋酸锌催化剂 0.1-0.5

四溴苯酐 100-150

异氰尿酸 150-200

季铵盐催化剂 1.0-2.2