[发明专利]一种梳状聚氨酯阻燃拒水整理剂及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种梳状聚氨酯阻燃拒水整理剂，其结构通式如式I所示：

其中：

a为10～20的任意整数；

b为5～15的任意整数；

c为10～20的任意整数；

d为1～5的任意整数；

R₁为含卤素醇的残基；

R₂为长链脂肪醇C12～C22脂肪醇的残基；

A₁为二异氰酸酯的残基，其不含-NCO基团；

A₂为小分子多元醇的残基；

A3为软段多元醇的残基；

A₄为含亲水基团或链段的多元醇的残基；

所述的含亲水基团或链段的多元醇为含叔胺结构的二元醇、含羧酸结构的二元醇、含磺酸结构的二元醇和聚乙二醇中的至少一种；

所述的含卤素醇选自三氯叔丁醇、2,2,2-三氯乙醇、氯丁醇、1,3-二氯丙醇、2,4-二氯苄醇、3,4-二氯苄醇、2,6-二氯苄醇、三溴乙醇、2,3-二溴-1-丙醇、1,3-二溴-2-丙醇和三溴新戊醇中的至少一种；

所述的小分子多元醇为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三醇、己三醇和季戊四醇中的的至少一种；

所述的软段多元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚丁烯二醇、聚丁二烯二醇和端羟基聚硅氧烷中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的梳状聚氨酯阻燃拒水整理剂，其特征在于：

所述的长链脂肪醇选自十二醇、十四醇、十六醇、十八醇和二十二醇中的至少一种；

所述的二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,12-十二烷基二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

3.制备权利要求1或2所述的梳状聚氨酯阻燃拒水整理剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)在惰性气体保护下，将二异氰酸酯与小分子多元醇进行反应，制得-NCO封端的预聚体I；然后加入计量的长链脂肪醇，进行支化反应，制得含两个-NCO封端并且带长链烷烃支链的预聚体Ⅱ；

(2)聚氨酯的制备：将二异氰酸酯、预聚体Ⅱ、软段多元醇混合均匀，在50～100℃反应1～2h，降温至30℃，然后加入含亲水基团或含亲水链段的多元醇，在35～60℃反应1～2h，即得到预聚体Ⅲ；

(3)含卤素醇类封端：将预聚体Ⅲ与计量的含卤素醇进行封端反应，直至-NCO含量为零，然后降温至40℃以下加入中和剂进行中和反应，最后进行乳化，即得到梳状聚氨酯阻燃拒水整理剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

步骤(1)中所述催化剂选自下述至少一种：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、羧酸钾和羧酸铋；

步骤(1)中所述催化剂以溶液的形式加入，所述溶液中的溶剂为酮类溶剂；所述酮类溶剂选自下述至少一种：丙酮、丁酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮或二异丁酮；催化剂溶液中，催化剂与酮类溶剂的质量比为1:1～3；

所述的催化剂的用量为反应体系全部物质总质量的0.02～0.1％。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述二异氰酸酯、小分子多元醇、长链脂肪醇的摩尔比3～4:1:1～2；

步骤(2)中制备预聚体I的反应的反应温度为50～100℃，反应时间为1～2h；

步骤(2)中所述支化反应的反应温度为50～100℃，反应时间为1～2h。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述小分子多元醇与步骤(3)中所述软段多元醇摩尔比为0.5～1.5:1；

步骤(3)中所述二异氰酸酯中的-NCO与步骤(3)中所述软段多元醇、步骤(3)中所述含亲水基团或链段的多元醇以及步骤(2)中小分子多元醇中的-OH总和的摩尔比为1.2～2.0:1；

步骤(3)中所述含亲水基团或含亲水链段的多元醇的用量为反应体系全部物质总质量的5％～10％；

步骤(3)中所述软段多元醇在使用之前需在20℃脱水2h。