[发明专利]一种阻燃型生物基聚氨酯软管及其生产方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型生物基聚氨酯软管，内胶层和所述外胶层为生物基聚氨酯热塑性弹性体，带坯增强层是由聚酰亚胺纤维编织成的；同时公开了这种软管的生产方法。本发明的生物基聚氨酯热塑性弹性体，以大豆油为初始原料，通过配合运用工艺相对简单的热稠化(Diels Alder环化反应)和臭氧氧化/还原技术，制备出了含有高反应活性伯羟基的生物基多元醇，并在此基础上制备了聚氨酯热塑性弹性体，从而能够取代现有的石油基多元醇，并在其中加入阻燃剂，在避免生物基聚氨酯热塑性弹性体力学性能劣化的同时，提高了生物基聚氨酯热塑性弹性体的阻燃性能，带坯增强层为自阻燃的聚酰亚胺纤维编织而成，使软管具有优异的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及一种输送液体的软管及其生产方法，特别是一种阻燃型生物基聚氨酯软管及其生产方法。

背景技术

输送液体的软管在消防、油气开采等领域应用广泛，要求软管具有柔软、耐磨、耐高压、不易开裂等基本性能。常用的软管，带坯增强层为涤纶纤维、尼龙纤维等编织层，内外胶层为聚氨酯、橡胶等材料。

传统聚氨酯材料均由多元醇和异氰酸酯类化合物通过聚合反应制得。石油工业是目前获得多元醇和异氰酸酯类化合物的主要来源，由于石油资源的日渐枯竭及其带来的环境污染问题，利用可再生生物资源制备聚氨酯材料已成为学术界和工业界的共识。

价廉、易得的植物油作为一种可再生生物资源有着广阔的应用前景。植物油的主要成分是脂肪酸的三甘油酯，脂肪酸中含有大量的不饱和键和羟基，为植物油分子的化学改性提供了丰富的机会。植物油基多元醇的制备目前主要采用环氧化和羟基化法。即首先将碳碳不饱和双键环氧化，然后通过开环反应引入羟基，工艺复杂且“三废”处理量大。利用植物油的碳碳不饱和双键进行氢甲酰化反应也可制备多元醇，但该工艺的反应条件非常苛刻，采用贵金属催化剂在一定压力下，双键与氢气、一氧化碳反应生成醛基，然后再加氢将醛基转化为伯羟基。

常用聚氨酯软管使用的材料在未经阻燃处理的情况下在空气中是可燃的，如聚氨酯的氧指数(LOI)只有18％左右，涤纶纤维的氧指数(LOI)只有21％左右；而且由于制备软管的材料需要加入其它助剂，软管在燃烧过程中多为不完全燃烧，会释放出大量的CO、NO、NO₂、HCHO、HCN等有毒气体，易造成人员伤亡。随着聚氨酯软管在消防、矿业开采、远洋船舶等领域的推广应用，聚氨酯软管的阻燃性问题变得日益重要。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种输送液体的阻燃型聚氨酯软管，利用可再生生物资源，既能得到所需的产品，又能缓解资源和环境压力，同时产品具有优良的阻燃性能；本发明的另一目的是提供这种软管的生产方法。

技术方案：一种阻燃型生物基聚氨酯软管，包括内胶层、外胶层、带坯增强层，所述内胶层和所述外胶层为生物基聚氨酯热塑性弹性体，所述带坯增强层是由聚酰亚胺纤维编织成的。

一种上述的阻燃型生物基聚氨酯软管的生产方法，包括以下步骤：

步骤100，制备生物基聚氨酯热塑性弹性体，包括以下步骤：

步骤101，将大豆油通入氮气并保持机械搅拌，加热至180℃～360℃，进行DielsAlder环化反应1～6h，得到热稠化油；

步骤102，将甲醇和二氯甲烷的混合溶剂加入所述热稠化油中，通入臭氧进行氧化反应，反应温度为-40℃～-20℃，使用冷阱收集反应气，当冷阱中液体变为蓝色时终止反应，得到反应产物A；

步骤103，将所述反应产物A先通氮气去除过氧化物，再缓慢加入硼氢化钠反应15min，反应温度为0℃，得到反应产物B；

步骤104，将所述反应产物B用盐水清洗后，取有机相并用无水硫酸镁干燥，在120℃旋蒸去除溶剂和短链化合物，得到多元醇；