[发明专利]一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯及其制法

说明书

本发明涉及阻燃聚氨酯技术领域，且公开了一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯，包括以下配方原料及组分：氮磷多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯单体、二月桂酸二丁基锡、1,4‑丁二醇。该一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯，对羟基苯甲醛与六氯环三磷腈进行取代反应，得到端醛基环三磷腈，再与三聚氰胺进行席夫碱缩合反应，得到端氨基的三聚氰胺‑环三磷腈聚合物，最后与环氧丙烷进行开环反应，得到三聚氰胺多元醇‑环三磷腈聚合物，作为氮磷协效反应型阻燃剂，同时作为多元醇支链，参与以聚醚多元醇和异氰酸酯单体为主链的聚合反应中，减小了阻燃剂对聚氨酯材料机械性能的影响，赋予了材料优异的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及阻燃聚氨酯技术领域，具体为一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯及其制法。

背景技术

阻燃材料具有能够抑制或者延滞燃烧，而材料本身不容易燃烧的特点，目前的阻燃剂主要有无机阻燃剂，如三氧化二锑、氢氧化物、无机磷类等；有机阻燃剂如溴化物、有机磷化物和氮系阻燃剂，阻燃剂有多种类型，可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂，添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物材料中，使聚合物具有阻燃性，反应型阻燃剂可以作为单体参加聚合反应，使聚合物本身含有阻燃成分，具有对聚合物材料使用性能影响小，阻燃性持久的优点。

聚氨酯分为聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯，可以制成聚氨酯纤维、聚氨酯塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯橡胶等材料，具有优异的化学稳定性、回弹性和力学性能，广泛应用于家居领域、建筑领域和交通等领域，但是聚氨酯的燃点较低，材料容易燃烧，阻燃性能较差，并且会产生大量有毒烟雾，目前通常是将有机或无机添加型阻燃剂，通过机械混合方法加入聚氨酯材料基体中，来提高材料的阻燃性能，但是添加型阻燃剂会影响材料的机械性能和使用性能，并且阻燃性能有限。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯及其制法，解决了聚氨酯材料的阻燃性能较差的问题，同时避免了阻燃剂影响材料的机械性能和使用性能。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯，包括以下原料及组分：氮磷多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯单体、二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇，质量比为5-35:100:50-70:0.8-1.5:5-15。

优选的，所述异氰酸酯单体为异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种

优选的，所述反应型氮磷多元醇接枝的高阻燃聚氨酯制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入无水四氢呋喃溶剂，质量比为2.5-3.5:2-2.5:1对羟基苯甲醛和无水碳酸钾，搅拌溶解后缓慢加入六氯环三磷腈，置于气氛反应装置中，在氮气氛围中，加热至60-70℃，匀速搅拌反应20-30h，将溶液减压蒸馏除去溶剂，使用四氢呋喃洗涤固体产物，并进行重结晶纯化，制备得到端醛基环三磷腈。

(2)向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂和三聚氰胺，置于气氛反应装置中，在氮气氛围中加热至120-140℃，匀速搅拌10-20min，再缓慢加入端醛基环三磷腈，加热至160-180℃，匀速搅拌反应60-80h，将溶液置于冰水浴在中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用四氢呋喃洗涤固体产物并干燥，制备得到端氨基的三聚氰胺-环三磷腈聚合物。

(3)向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂和三聚氰胺-环三磷腈聚合物，置于气氛反应装置中，通入氮气控制反应体系压力，加热至130-150℃，匀速搅拌20-40min，再加入催化剂甲醇钾和环氧丙烷，升温至180-190℃，匀速搅拌反应12-24h，将溶液置于冰水浴在中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤固体产物并干燥，制备得到三聚氰胺多元醇-环三磷腈聚合物。