植物油基阻燃多元醇及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于植物油基阻燃多元醇技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及植物油基阻燃多元醇及其合 成方法以及在阻燃型聚氨酯泡沫及聚氨酯其他材料中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國有著豐富的植物油脂資源，具有可再生性、無毒、可降解性、對環(huán)境友好的特 點備受關(guān)注。在石油資源日益匱乏的形勢下，用植物油作原料生產(chǎn)多元醇無疑是一種很好 的方法。美國拜耳公司等多家公司生產(chǎn)的植物油脂多元醇已經(jīng)在市場上進(jìn)行銷售。
[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(jié) 能環(huán)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(yīng)用在冰箱、屋頂、天花 板、墻體、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(jié)構(gòu)，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(zhì)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(shù)指標(biāo)。各個國 家和地區(qū)出臺了大量的法規(guī)，規(guī)定聚氨酯泡沫材料的阻燃性能必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才能生 產(chǎn)，各種法規(guī)的出現(xiàn)大大推進(jìn)了聚氨酯阻燃技術(shù)的發(fā)展。
[0004] 傳統(tǒng)的阻燃劑分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑，添加型阻燃劑的加入量比較 大，阻燃性能也不是太好，而且添加型阻燃劑有一個缺點是時間久了易迀移出來，降低了阻 燃的持久性。因此研宄者把注意力逐漸集中到反應(yīng)型阻燃劑上去，特別是從本質(zhì)阻燃上改 善聚氨酯的阻燃性能。開發(fā)出一系列的阻燃多元醇和阻燃異氰酸酯，不僅改善了聚氨酯的 阻燃性能，而且由于是本質(zhì)阻燃，阻燃劑不易迀移出來，能提高阻燃的持久性。
[0005] 各個國家的研宄者對植物油基多元醇進(jìn)行了大量的研宄，但是由于植物油的易燃 特性，限制了植物油基多元醇的應(yīng)用，而對植物油基阻燃多元醇的研宄比較少，通過在在植 物油脂特別是蓖麻油基多元醇結(jié)構(gòu)上引入阻燃異氰尿酸酯基團(tuán)，可以大大提高多元醇的阻 燃性能和聚氨酯泡沫的阻燃性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 解決的技術(shù)問題：為了提高聚氨酯泡沫及其它聚氨酯材料的阻燃性和耐高溫性， 本發(fā)明提供了植物油基阻燃多元醇及其制備方法和應(yīng)用，采用結(jié)構(gòu)改性的方法，把阻燃異 氰尿酸酯基團(tuán)引入到植物油基多元醇的結(jié)構(gòu)中，得到具有本質(zhì)阻燃的植物油基阻燃多元醇 并應(yīng)用到阻燃聚氨酯材料中。
[0007] 技術(shù)方案：植物油基阻燃多元醇，由三（2-羥乙基）異氰脲酸酯（俗名塞克）和植 物油反應(yīng)而得。
[0008] 優(yōu)選的方案為：由三（2-羥乙基）異氰脲酸酯和蓖麻油反應(yīng)而得，結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]
【主權(quán)項】
1. 植物油基阻燃多元醇，其特征在于由三（2-羥乙基）異氰脲酸酯和植物油反應(yīng)而得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物油基阻燃多元醇，其特征在于由三（2-羥乙基）異氰脲 酸酯和蓖麻油反應(yīng)而得，結(jié)構(gòu)式如下：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物油基阻燃多元醇，其特征在于多元醇結(jié)構(gòu)式中含有異氰 脲酸酯環(huán)，其中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5?7. 0%。
4. 權(quán)利要求1所述植物油基阻燃多元醇的制備方法，其特征在于步驟為：將880-930 質(zhì)量份的植物油、130?780質(zhì)量份的三（2-羥乙基）異氰脲酸酯、0. 2?0. 5質(zhì)量份的催 化劑混合均勻，加熱升溫至溫度190?230°C，反應(yīng)2?4h，所述催化劑為鈦酸酯、氧化鋅或 乙二醇銻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征在 于所述植物油為花生油、大豆油、亞麻油、蓖麻油或菜子油。
6. 植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征在于：植物油基阻燃多 元醇與異氰酸酯為原料，發(fā)泡時，按NCO/OH的摩爾比為1. 1?2. 5的比例配制，與助劑配 合，先把植物油基阻燃多元醇和助劑在攪拌的條件下混合均勻，再與異氰酸酯在攪拌的條 件下攪拌20?30s，轉(zhuǎn)速2000?3000r/min，倒入模具中，熟化48h;其中，植物油基阻燃多 元醇與各助劑的配方以質(zhì)量份計為：植物油基阻燃多元醇1〇〇份，聚氨酯泡沫穩(wěn)定劑1?2 份，胺類催化劑或者是胺類催化劑和錫類催化劑的任意比混合物1?2份，水1?2份，發(fā) 泡劑10?30份；異氰酸酯110?250份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征在 于所述胺類催化劑為N，N-二甲基環(huán)己胺、三亞乙基二胺、二甲基芐胺、三乙醇胺、異丙醇胺 或季銨鹽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征在 于所述錫類催化劑為：二月桂酸二正丁基錫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征在 于所述聚氨酯泡沫穩(wěn)定劑為硅型泡沫穩(wěn)定劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其特征 在于所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯或多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
【專利摘要】植物油基阻燃多元醇及其制備方法和應(yīng)用，由三(2-羥乙基)異氰尿酸酯和植物油醇解反應(yīng)，得到的植物油基阻燃多元醇。其中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5～7.0%；植物油基阻燃多元醇采用結(jié)構(gòu)改性的方法，將異氰脲酸酯環(huán)引入到植物油多元醇結(jié)構(gòu)中，用于合成阻燃型耐高溫聚氨酯泡沫及其他聚氨酯材料；本發(fā)明成本較低、工藝簡單、無三廢產(chǎn)生，其中制備的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料具有較高的阻燃性，氧指數(shù)可以達(dá)到30%。具有燃燒時制品不滴液，保持形狀，煙密度小等優(yōu)點，在建筑、保溫及一些特殊的場合具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C08G18-66, C08G18-32, C08G18-42, C07D251-34, C08J9-14
【公開號】CN104558490
【申請?zhí)枴緾N201410840737
【發(fā)明人】張猛, 周永紅, 賈普友
【申請人】中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日