[发明专利]一种含磷氮植物油多元醇及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含磷氮植物油多元醇及其制备方法和应用。本发明的含磷氮植物油多元醇的制备方法包括以下步骤：1）将环氧大豆油、9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物和酸性/碱性催化剂混合，进行反应，得到含磷植物油多元醇；2）将含磷植物油多元醇和胺类化合物混合，进行反应，即得含磷氮植物油多元醇。本发明的含磷氮植物油多元醇同时含有具有协同阻燃效应的P和N两种元素，阻燃效率高，用于聚氨酯产品无阻燃剂析出现象，且不会对聚氨酯产品本身的物理性能造成影响。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种含磷氮植物油多元醇及其制备方法和应用。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用作冰箱、冷库、冷藏车等的绝热材料以及建筑物、储罐、管道等的保温材料。然而，聚氨酯硬泡易燃，且燃烧过程中会产生大量的有毒有害烟雾和气体，极大地限制了其应用范围。目前，主要是通过在聚氨酯硬泡中添加含氯、含溴、含磷等阻燃元素的化合物作为阻燃剂来提高其阻燃性能，而要想达到较好的阻燃效果，阻燃剂的添加量通常较大。聚氨酯硬泡中大量添加阻燃剂不仅易出现阻燃剂迁移的问题，而且还会对发泡工艺以及聚氨酯硬泡的物理性能带来较大影响，难以满足实际应用需求。

因此，亟需寻求新的途径在不影响聚氨酯硬泡本身优异物理性能的前提下解决聚氨酯硬泡易燃的问题。

以上陈述仅仅是提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含磷氮植物油多元醇及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种含磷氮植物油多元醇的制备方法包括以下步骤：

1)将环氧大豆油、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和酸性/碱性催化剂混合，进行反应，得到含磷植物油多元醇；

2)将含磷植物油多元醇和胺类化合物混合，进行反应，即得含磷氮植物油多元醇。

优选的，所述环氧大豆油、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、胺类化合物的质量比为1:0.2～0.6:0.1～0.7。

优选的，步骤1)所述环氧大豆油的环氧值≥6.2％。

优选的，步骤1)所述酸催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、氟硼酸、对甲苯磺酸中的至少一种。

优选的，步骤1)所述碱催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾、乙醇钾中的至少一种。

优选的，步骤1)所述反应在120℃～170℃下进行，反应时间为2h～5h。

优选的，步骤2)所述胺类化合物为氨水、乙二胺、苯胺、2,6-甲苯二胺、对甲基苯胺中的一种。

优选的，步骤2)所述反应在40℃～70℃下进行，反应时间为3h～6h。

本发明的含磷氮植物油多元醇的制备过程中发生的反应包括：

式中，R选自-H、-NHCH₂CH₂NH₂、中的一种，R₁和R₂均为饱和碳链、含1个或多个环氧基团的碳链中的一种。

本发明的含磷氮植物油多元醇的阻燃机理：

1)含磷氮植物油多元醇的热稳定性高、耐析出性好、高效低毒，高温燃烧时会生成不容易挥发的磷酸或聚磷酸，可以在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的碳化层，碳化层可以将基质与热和氧隔绝开来；