[发明专利]一种阻燃聚脲-聚氨酯

说明书

本发明属于新材料领域。本发明涉及一种阻燃聚脲‑聚氨酯，该方法以烯丙基胺、DOPO、3‑氯丙基三甲氧基硅烷、双羟基封端聚硅氧烷以及TDI作为原料，经过加成、取代、酰胺化等多步骤反应得到了一种阻燃聚脲‑聚氨酯材料。该新型阻燃聚脲‑聚氨酯不仅有效解决目前高分子有机材料易燃、且现有阻燃剂阻燃效果不良的缺陷，其本身可作为难燃原材料，或高效阻燃剂使用，同时具有较好的疏水性能，该材料尤其适用于建筑材料、工业材料等领域。

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚脲-聚氨酯。本发明属于新材料领域。

背景技术

众所周知，有机高分子材料的普及，大大方便了人们的生活。已成为生活当中不可或缺的存在，但是大多数高分子材料都是易燃物品。例如化纤、棉纤维作为最常用的纺织品原料之一，其极限氧指数仅18％，极易燃烧造成火灾危害人类生命财产安全。因此，必须将其进行阻燃整理以提高其耐火性能。最常用的手段就是在聚合物体系中添加具有阻燃功能的阻燃剂，然而目前常用阻燃剂有毒或燃烧过程中释放毒气毒烟等，且需要大量添加才能达到阻燃级别。

随着社会经济的发展，健康和环保问题日益成为人们关注的热点，绿色发展战略更是成为国家重要的发展战略，膨胀型氮-磷阻燃剂因其独特的阻燃机制和低烟、无毒、抗熔滴等特性，符合当今时代保护生态环境的环保要求，是今后阻燃材料发展的趋势。其中，9,10-二氢-9-氧杂-10-杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物因结构中具有联苯、菲环、O＝P-O结构，使其具有耐迁移、阻燃性能好等优点而键入科研人员的视野，目前较多新的阻燃剂都已DOPO为基础研发。

鉴于目前大多数高分子材料的易燃特点，以及阻燃剂的环保安全、阻燃效率较低的问题，开发出一种具有高效阻燃效果的阻燃剂乃至难燃原材料就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中高分子有机材料易燃、且现有阻燃剂阻燃效果不良的问题，提供了一种阻燃聚脲-聚氨酯，其使用烯丙基胺、DOPO、3-氯丙基三甲氧基硅烷、双羟基封端聚硅氧烷以及TDI作为原料，经过加成、取代、酰胺化等多步骤反应得到了一种阻燃聚脲-聚氨酯材料，其本身为难燃材料，亦可作为高效阻燃剂使用，同时具有较好的疏水性能，该材料尤其适用于建筑材料、工业材料等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种阻燃聚脲-聚氨酯，其结构式如下所示：

其中，n为5-11。

一种阻燃聚脲-聚氨酯的制备方法，包含以下步骤：

(1)将1mol DOPO、1-1.2mol烯丙基胺溶于50mol 1,4-二氧六环加入烧瓶中，再加入1-2wt％AIBN置于烧瓶中，70-80℃油浴8-12h，反应结束后，减压蒸馏，溶于二氯甲烷中，分别用1M氢氧化钠水溶液、去离子水洗涤3次至中性，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物I；

所述AIBN用量为DOPO的质量百分数；

(2)将1mol I、1.2-1.5mol 3-氯丙基三甲氧基硅烷、4mol三乙胺加入到装有30mol二氯甲烷烧瓶中，室温下搅拌12-18h，反应结束后，加入40mol去离子水到混合物中，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物II；

(3)将1mol II、0.4-0.5mol双羟基聚硅氧烷加入到装有50mol甲醇的烧瓶中，混合，搅拌，降至0℃，加入0.01mol氢氧化锶到烧瓶中，保持0℃反应8-12h，反应结束后，过滤去除氢氧化锶，加入5-6wt％阳离子交换树脂，震荡30min，过滤，减压脱除溶剂，真空干燥得到中间产物III；

所述阳离子交换树脂用量为双羟基聚硅氧烷的质量百分数；