用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-11 12:02:36
用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑及其製備方法和應用，無滷反應型阻燃劑，由9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO），醇胺和甲醛反應通過Mannich反應製得，結構式為無滷反應性阻燃劑採用Mannich反應把醇胺和甲醛引入到DOPO阻燃劑結構中，降低了阻燃劑的成本，合成的無滷反應性阻燃劑含有活性羥基及阻燃氮、磷元素，並含有伯胺或者叔胺，反應活性較高，剛性苯環用於阻燃型聚氨酯泡沫，具有較高的阻燃性，並增加泡沫的強度和阻燃持久性，氧指數可以達到23～28%。在建築、保溫及一些特殊的場合具有廣泛的應用前景。
【專利說明】用於聚氨酯泡沬的無滷反應型阻燃劑及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於無滷磷系阻燃劑【技術領域】，主要涉及無滷反應型阻燃劑及其合成方法和在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用。
【背景技術】
[0002]9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物是一種優良的聚氨酯泡沫阻燃劑，可以應用在聚氨酯泡沫保溫材料中，9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物由於分子結構中含有聯苯環和菲環結構，特別是側磷基團以環狀O=P-O鍵的方式引入，比一般的、未成環的有機磷酸酯熱穩定性和化學穩定性高，阻燃性能更好。DOPO及其衍生物可作為反應型和添加型阻燃劑，合成的阻燃劑無滷、無煙、無毒，不遷移，阻燃性能持久。可用於線性聚酯、聚醯胺、環氧樹脂、聚氨酯等多種高分子材料阻燃處理。國外已廣泛用於電子設備用塑料、銅襯裡壓層、電路板等材料的阻燃。[0003]聚氨酯泡沫是目前世界上性能最佳的絕緣保溫材料，也是很好的隔音材料，在節能環保要求越來越重視的今天，聚氨酯泡沫作為保溫材料被廣泛應用在冰箱、屋頂、天花板、牆體、冷庫、地板等。但是聚氨酯泡沫的密度比較小，有很多的孔狀結構，與非泡沫材料相比更容易燃燒，燃燒時放出大量的熱和有毒的煙霧，影響人們的身體健康和生命安全。因此硬質聚氨酯泡沫的耐熱性、阻燃型，已成為聚氨酯泡沫材料的重要的技術指標。各個國家和地區出臺了大量的法規，規定聚氨酯泡沫材料的阻燃性能必須達到一定的標準才能生產，各種法規的出現大大推進了聚氨酯阻燃技術的發展。
[0004]傳統的阻燃劑分為直線型的阻燃劑和雜環類的阻燃劑，直線型的阻燃劑的熱穩定性小，含有苯環、雜環等環狀結構的阻燃劑的熱穩定性好，應用到高分子材料中不僅提高高分子材料的阻燃性能，而且提高高分子材料的熱穩定性，因此含有雜環類的阻燃劑具有更加優良的阻燃性能。
[0005]各個國家的研究者對DOPO進行了大量的研究，但是由於DOPO成本高，限制了 DOPO阻燃劑的應用，通過在DOPO分子上加上醇胺結構，可以大大減少阻燃劑的成本，而且苯環的存在增強了熱穩定性和阻燃性，氨基及羥基的存在使得阻燃劑能與其他多元醇組分具有很好的混溶性，且與異氰酸酯反應使阻燃元素結合到聚氨酯分子結構中去，大大提高了阻燃的持久性。
【發明內容】
[0006]解決的技術問題:為了提高聚氨酯泡沫的阻燃性和阻燃持久性，本發明提供了一種無滷反應型阻燃劑及其製備方法和應用，採用Mannich反應，把醇胺和甲醛引入到9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)阻燃劑結構中，降低了阻燃劑的成本，並將合成的無滷反應型阻燃劑應用到硬質聚氨酯阻燃泡沫中，且製備工藝簡單。
[0007]技術方案:
[0008]用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑，由9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、醇胺和甲醛反應得到，結構式如下:
[0009]
【權利要求】
1.用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑，其特徵在於由9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、醇胺和甲醛反應得到，結構式如下:
2.權利要求1所述用於聚氨酯泡沫的無滷反應型阻燃劑的製備方法，其特徵在於步驟為:將9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、醇胺和甲醛按摩爾比1:0.8:0.8—1:1.2:1.2通過Mannich反應得到，所述Mannich反應條件為80_100°C，反應時間為4_6h ；反應完畢除去溶液中的水即可。
3.權利要求1所述無滷反應型阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於:先把組合多元醇、無滷反應型阻燃劑和助劑在攪拌的條件下混合均勻，然後再與異氰酸酯在攪拌的條件下攪拌10~20s，發泡時，按NC0/0H的摩爾比為1.2~2.5的比例配製，轉速2000~3000r/min，倒入模具中，熟化48h ;各原料以質量份計為:組合多元醇100份；異氰酸酯130份；無滷反應型阻燃劑I~25份；助劑為:聚氨酯泡沫穩定劑I~2份，錫類催化劑I~2份，水I~2份，發泡劑10~30份。
4.根據權利要求3所述無滷反應型阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於所述錫類催化劑為:二月桂酸二正丁基錫。
5.根據權利要求3所述無滷反應型阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於所述聚氨酯泡沫穩定劑為矽型泡沫穩定劑。
6.根據權利要求3所述聚氨酯泡沫阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯或多次甲基多苯基多異氰酸酯。
7.根據權利要求3所述聚氨酯泡沫阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於所述發泡劑為HCFC-141b、環戊烷、異戊烷、HFC-245fa或HFC_365mfc中的任選一種或多種以任意比例的混合物。
8.根據權利要求3所述聚氨酯泡沫阻燃劑在阻燃型硬質聚氨酯泡沫中的應用，其特徵在於所述組合多元醇為松香聚酯多元醇40份，聚醚多元醇(4110) 60份。
【文檔編號】C07F9/6574GK103694434SQ201310692617
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】張猛, 周永紅, 張立強 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所