[发明专利]反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法及应用

说明书

本发明属于无卤阻燃聚氨酯的制备技术领域，具体涉及一种反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法及应用。所述的反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法：以含氮聚醚多元醇和三羟甲基氧化磷作为复合起始剂，在双金属氰化络合物催化剂的作用下，与环氧化合物开环聚合，得到反应型无卤阻燃聚醚多元醇；所述含氮聚醚多元醇的制备方法为：以三(2‑羟乙基)异氰脲酸酯为起始剂，在碱金属催化剂的作用下，与环氧化合物聚合得到粗聚醚；粗聚醚后处理，得到含氮聚醚多元醇。本发明提供一种反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法，其操作简单，易于工业化生产；制备的无卤阻燃聚氨酯泡沫不含卤素，且具有优异的阻燃性能、耐水解和耐热稳定性。

技术领域

本发明属于无卤阻燃聚氨酯的制备技术领域，具体涉及一种反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法及应用。

背景技术

适用于聚氨酯泡沫材料的阻燃剂可以分为添加型和反应型两大类。其中，添加型阻燃剂为含一定的氯、溴、磷或氮等阻燃元素但不含任何具有反应活性基团的化合物，其添加量大，与发泡剂的相容性较差，随着材料的老化过程会发生迁出问题；而反应型阻燃剂同时包含阻燃元素及反应活性基团，它可以直接作为原料，参与聚氨酯化学反应，以化学键形式被固定于材料本体中，具有持久阻燃效果。环保型阻燃聚醚多元醇成为近年来研究的热点，但市售的反应型阻燃聚醚多元醇多为含卤结构，普遍价格较高且色值较深，影响聚氨酯材料的外观和使用性能。且含卤化合物在火灾发生时会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害。因此，将无卤阻燃元素(磷、氮等)引入其中制备反应型无卤阻燃聚醚多元醇，成为聚氨酯材料亟待解决的问题。

CN112646165A公开了一种无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法，以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯与端羟基低聚磷酸酯(二元醇改性的2-羧乙基苯基次磷酸缩聚形成)为复合起始剂，在磷腈催化剂作用下，与环氧烯烃进行聚合反应形成；采用二元醇改性的2-羧乙基苯基次磷酸缩聚而成的端羟基低聚磷酸酯作起始剂，其中的二元醇会优先与环氧丙烷反应，导致接在低聚磷酸酯上环氧丙烷减少，不利于提升性能。

CN104004175B公开了一种阻燃聚醚多元醇、组合聚醚、聚氨酯泡沫，采用二乙醇胺和亚磷酸三乙酯在溶剂作用下，减压蒸馏得到含氮和磷元素的起始剂，再与多官能度的羟基化合物一起合成阻燃聚醚，其操作过程复杂，且由于二乙醇胺性质不稳定导致反应条件苛刻。

CN113956425A公开了一种反应型含磷酸酯结构的阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法，其配方中添加了由三羟甲基氧化磷和磷酸制成的反应型含磷酸酯结构的阻燃剂，其绿色环保，阻燃效果优异，但存在耐热性能较差的问题。CN105801833A公开了一种反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法，用四羟甲基磷化物在催化氧化作用下制备得到三羟甲基氧化磷，纯化后与环氧烷烃发生加成反应制得，但是其工艺路线中需要使用大量有机溶剂如四氢呋喃，二氧六环等，风险较高。CN112759753A公开了一种磷氮协同阻燃聚醚多元醇的制备方法，具有优良的阻燃性能和戊烷互溶性，但其耐水解性和耐热稳定性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法，其操作简单，易于工业化生产；制备的无卤阻燃聚醚多元醇泡沫不含卤素，且具有优异的阻燃性能、耐水解和耐热稳定性。

本发明所述的反应型无卤阻燃聚醚多元醇的制备方法，以含氮聚醚多元醇和三羟甲基氧化磷作为复合起始剂，在双金属氰化络合物催化剂的作用下，与环氧化合物开环聚合，得到反应型无卤阻燃聚醚多元醇；

所述含氮聚醚多元醇的制备方法为：以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯为起始剂，在碱金属催化剂的作用下，与环氧化合物聚合得到粗聚醚；粗聚醚后处理，得到含氮聚醚多元醇。

含氮聚醚多元醇的羟值为168-420mgKOH/g，粘度为200-2800mPa·s。

反应型无卤阻燃聚醚多元醇的羟值为170-525mgKOH/g，粘度为400-15000mPa·s。