植物油基阻燃多元醇及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于植物油基阻燃多元醇技術領域，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用。
【背景技術】
[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、對環境友好的特 點備受關注。在石油資源日益匱乏的形勢下，用植物油作原料生產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的植物油脂多元醇已經在市場上進行銷售。
[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 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、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] 傳統的阻燃劑分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑，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型阻燃劑上去，特別是從本質阻燃上改 善聚氨酯的阻燃性能。開發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構上引入阻燃異氰尿酸酯基團，可以大大提高多元醇的阻 燃性能和聚氨酯泡沫的阻燃性。
【發明內容】
[0006] 解決的技術問題：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， 本發明提供了植物油基阻燃多元醇及其制備方法和應用，采用結構改性的方法，把阻燃異 氰尿酸酯基團引入到植物油基多元醇的結構中，得到具有本質阻燃的植物油基阻燃多元醇 并應用到阻燃聚氨酯材料中。
[0007] 技術方案：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 物油反應而得。
[0008] 優選的方案為：由三（2-羥乙基）異氰脲酸酯和蓖麻油反應而得，結構式如下：
[0009]
【主權項】
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而得。
2. 根據權利要求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 酸酯和蓖麻油反應而得，結構式如下：
3. 根據權利要求1所述的植物油基阻燃多元醇，其特征在于多元醇結構式中含有異氰 脲酸酯環，其中氮元素的質量分數為3. 5?7. 0%。
4. 權利要求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 質量份的植物油、130?780質量份的三（2-羥乙基）異氰脲酸酯、0. 2?0. 5質量份的催 化劑混合均勻，加熱升溫至溫度190?230°C，反應2?4h，所述催化劑為鈦酸酯、氧化鋅或 乙二醇銻。
5. 根據權利要求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用，其特征在于：植物油基阻燃多 元醇與異氰酸酯為原料，發泡時，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量份計為：植物油基阻燃多元醇1〇〇份，聚氨酯泡沫穩定劑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 泡劑10?30份；異氰酸酯110?250份。
7. 根據權利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應用，其特征在 于所述胺類催化劑為N，N-二甲基環己胺、三亞乙基二胺、二甲基芐胺、三乙醇胺、異丙醇胺 或季銨鹽。
8. 根據權利要求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. 根據權利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的應用，其特征在 于所述聚氨酯泡沫穩定劑為硅型泡沫穩定劑。
10. 根據權利要求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用，由三(2-羥乙基)異氰尿酸酯和植物油醇解反應，得到的植物油基阻燃多元醇。其中氮元素的質量分數為3.5～7.0%；植物油基阻燃多元醇采用結構改性的方法，將異氰脲酸酯環引入到植物油多元醇結構中，用于合成阻燃型耐高溫聚氨酯泡沫及其他聚氨酯材料；本發明成本較低、工藝簡單、無三廢產生，其中制備的聚氨酯硬質泡沫材料具有較高的阻燃性，氧指數可以達到30%。具有燃燒時制品不滴液，保持形狀，煙密度小等優點，在建筑、保溫及一些特殊的場合具有廣泛的應用前景。
【IPC分類】C08G18-66, C08G18-32, C08G18-42, C07D251-34, C08J9-14
【公開號】CN104558490
【申請號】CN201410840737
【發明人】張猛, 周永紅, 賈普友
【申請人】中國林業科學研究院林產化學工業研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日