專利名稱：耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯合成材料的制備方法，具體是涉及一種耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以其優(yōu)良的物理、機(jī)械性能，聲學(xué)性能，電學(xué)性能和化學(xué)性能，成為現(xiàn)代塑料工業(yè)發(fā)展最快的品種之一，特別是運(yùn)輸、冷藏、建筑、絕熱等部門，使用十分普遍，隨著聚氨酯工業(yè)的迅速發(fā)展，制品的易燃性威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全引起各國(guó)政府和有關(guān)部門的高度重視，解決泡沫的燃燒性的主要途徑有如下幾種第一；使用外反應(yīng)型的添加劑，即阻火劑。
第二；使用含阻火元素的有機(jī)異氰酸酯。
第三；使用反應(yīng)型的阻火元素聚醚，或聚酯多元醇。
由于耐燃聚醚化學(xué)結(jié)構(gòu)中活性氫參與聚氨酯的成型反應(yīng)，所以其制品的耐燃性能的穩(wěn)定性很好，不會(huì)隨泡沫制品的使用年限的增長(zhǎng)而下降。
耐燃聚醚的阻火作用原理因各種耐燃聚醚所具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，隨著阻火元素的不同而不同，如磷、硼等元素的聚醚，主要是使泡沫塑料在火焰下面生成一層致密的“炭化防護(hù)層”阻止火焰向內(nèi)部穿透，阻止進(jìn)一步燃燒，對(duì)于含鹵聚醚主要是使泡沫塑料在高溫條件下，首先分解出來的是鹵代烴類氣體，隔離外界空氣的氧，達(dá)到阻火效果。
含磷聚醚的合成，多以含磷化合物為起始劑與氧化烯烴開環(huán)聚合而得，所用的磷起始劑有磷酸、五氧化二磷、三氯氧磷、四羥甲基氯化磷等，與其復(fù)配使用的起始劑一般為多元醇類。
如，乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油等。
含磷聚醚阻火性能好，粘度低，但合成工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。
含鹵聚醚一般有兩種途徑制備，一種是采用含氯的氧化烯烴與多元醇聚合制備含鹵聚醚，如美國(guó)專利3,741,721介紹的用葡萄糖與蔗糖為基的多元醇與4，4，4，-三氯-1，2環(huán)氧丁烷反應(yīng)制得的聚醚，英國(guó)專利1,092,114介紹用季戊四醇與乙二醇的混合物與4，4，4，-三氯-1，2環(huán)氧丁烷反應(yīng)的加合物，它們制得的聚氨酯硬泡都具有阻燃性，但以上聚醚粘度較高，單體對(duì)設(shè)備腐蝕較大。
合成含鹵聚醚的另一種途徑是采用含鹵化合物為起始劑與氧化烯烴單體聚合，日本專利昭57-162717中介紹了一種含鹵聚醚，其中的起始劑3，5-二氨基鹵代苯，單體為氧化烯烴，以這兩種物質(zhì)合成的聚醚為原料所制成的泡沫具有較好的阻燃性，但也存在粘度較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有粘度低、活性高、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低的含氮耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以糖醇、含氮化合物為起始劑，在堿金屬氫氧化物作催化劑時(shí)，加入氧化烯烴，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度100～120℃，反應(yīng)壓力0.3～0.4MPa，制得一種聚醚；上述聚醚再與45-55％(wt)含氮化合物的水溶液進(jìn)行鍵合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100～110℃，壓力0.3～0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，即制得含氮改性耐燃聚氨酯硬泡用聚醚；在第一步聚合反應(yīng)中，起始劑與氧化烯烴的聚合反應(yīng)是在一種聚醚介質(zhì)中進(jìn)行的，這種聚醚不僅作為固體起始劑的分散劑，而且也做為最終產(chǎn)品的一種成份，因而提高了聚醚的官能度，改善了泡沫的機(jī)械性能。
耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法包括下列步驟基礎(chǔ)聚醚的合成向聚合釜中按重量比加入堿金屬氫氧化物0.5～0.55％，還原糖6～8％、含氮化合物6～8％、多元糖基聚醚8.5～9.5％，提升溫度到110℃后，連續(xù)加入氧化烯烴73～77％；加料完畢在120℃下，攪拌至壓力0.3～0.4MPa時(shí)，脫氣，制得粗聚醚；向該反應(yīng)釜中加入0.8～1％的含磷化合物，0.8～1％的脫離子水，110℃下攪拌0.5小時(shí)，120℃下攪拌1小時(shí)；脫水后，加入精制劑六硅酸鎂0.05％，在120℃下攪拌0.5小時(shí)，降溫至100℃過濾，即得基礎(chǔ)聚醚。
基礎(chǔ)聚醚的氮元素鍵合取基礎(chǔ)聚醚82～85.5％，含氮化合物水溶液14.5～18％，其中氮化合物含量為基礎(chǔ)聚醚量的5～15％，投入到另一聚合釜中，升溫至115℃，攪拌2小時(shí)，再升溫至120℃，脫水，即得產(chǎn)品。
上述的堿金屬氫氧化物包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫；還原糖包括葡萄糖、山梨醇糖、甘露醇糖；多元糖基聚醚包括蔗糖基聚醚、山梨醇基聚醚；含氮化合物包括尿素、乙二胺、一乙醇胺。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品粘度適中，活性高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，用本產(chǎn)品制得的聚氨酯硬泡阻燃性能好。
(四)具體實(shí)施例實(shí)施例一向10L反應(yīng)釜中，投入45g氫氧化鉀，620g葡萄糖，620g尿素，800g蔗糖基聚醚，攪拌升溫至110℃，連續(xù)加入6.4kg的環(huán)氧丙烷，此時(shí)釜內(nèi)壓力維持在0.32MPa，單體投入完畢，在120℃下繼續(xù)攪拌至壓力恒定后，脫氣；然后向上述聚合釜投入82g磷酸，82g脫離子水，110℃下攪拌0.5小時(shí)，120℃下攪拌1小時(shí)，脫水后投入精制劑六硅酸鎂4.5g，120℃下攪拌0.5小時(shí)，降溫至100℃，過濾得基礎(chǔ)聚醚；取上述基礎(chǔ)聚醚5kg，50％的尿素水溶液1kg，投入另一聚合釜中，升溫至115℃，攪拌2小時(shí)，升溫至120℃，脫水后即得耐燃聚氨酯硬泡用聚醚。
實(shí)施例二實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，其不同之處在于向聚合釜中加入550g葡萄糖，550g尿素，731g蔗糖基聚醚，6500g環(huán)氧丙烷，73.1g磷酸，73.1g脫離子水；加基礎(chǔ)聚醚量為5038g，加45％的尿素水溶液876g；反應(yīng)壓力控制在0.35MPa。
實(shí)施例三實(shí)施例三與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于向聚合釜中加入葡萄糖657g，尿素657g，蔗糖基聚醚803g，環(huán)氧丙烷6426g，磷酸80g，脫離子水80g；加基礎(chǔ)聚醚為4965g，加55％的尿素水溶液1022g；反應(yīng)壓力控制在0.38MPa。
權(quán)利要求
1.耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征包括下列步驟向聚合釜中按重量比加入堿金屬氫氧化物0.5～0.55％，還原糖6～8％、含氮化合物6～8％、多元糖基聚醚8.5～9.5％，攪拌升溫至110℃后，連續(xù)加入73～77％氧化烯烴；在120℃下攪拌至壓力恒定為0.3～0.4MPa，脫氣；向該反應(yīng)釜中加入0.8～1％的含磷化合物，0.8～1％的脫離子水，110℃下攪拌0.5小時(shí)，120℃下攪拌1小時(shí)；脫水后，加入精制劑六硅酸鎂0.05％，在120℃下攪拌0.5小時(shí)，降溫至100℃過濾，即得基礎(chǔ)聚醚；取基礎(chǔ)聚醚82～85.5％，含氮化合物水溶液14.5～18％，其中氮化合物含量為基礎(chǔ)聚醚量的5～15％，投入到另一聚合釜中，升溫至115℃，攪拌2小時(shí)，再升溫至120℃，脫水，即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征為堿金屬氫氧化物包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫；還原糖包括葡萄糖、山梨醇糖、甘露醇糖；多元糖基聚醚包括蔗糖基聚醚、山梨醇基聚醚；含氮化合物包括尿素、乙二胺、一乙醇胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征為向10L反應(yīng)釜中，投入45g氫氧化鉀，620g葡萄糖，620g尿素，800g的蔗糖基聚醚，攪拌升溫至110℃，連續(xù)加入6.4kg的環(huán)氧丙烷，此時(shí)釜內(nèi)壓力維持在0.32MPa，單體投入完畢，在120℃下繼續(xù)攪拌至壓力恒定后，脫氣；然后向上述聚合釜投入82g磷酸，82g脫離子水，110℃下攪拌0.5小時(shí)，120℃下攪拌1小時(shí)后，脫水后投入精制劑六硅酸鎂4.5g，120℃下攪拌0.5小時(shí)，降溫至100℃，過濾得基礎(chǔ)聚醚；取上述基礎(chǔ)聚醚5kg，50％的尿素水溶液1kg，投入另一聚合釜中，升溫至115℃，攪拌2小時(shí)，升溫至120℃，脫水后即得耐燃聚氨酯硬泡用聚醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征為向聚合釜中加入550g葡萄糖，550g尿素，731g蔗糖基聚醚，6500g環(huán)氧丙烷，73.1g磷酸，73.1g脫離子水；加基礎(chǔ)聚醚量為5038g，加45％的尿素水溶液876g；反應(yīng)壓力控制在0.35MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征為向聚合釜中加入葡萄糖657g，尿素657g，蔗糖基聚醚803g，環(huán)氧丙烷6426g，磷酸80g，脫離子水80g；加基礎(chǔ)聚醚為4965g，加55％的尿素水溶液1022g；反應(yīng)壓力控制在0.38MPa。
全文摘要
耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制備方法，其特征包括下列步驟向聚合釜中按重量比加入堿金屬氫氧化物0.5～ 0.55％，還原糖6～8％、含氮化合物6～8％、多元糖基聚醚8.5～9.5％，攪拌升溫至110℃后，連續(xù)加入73～77％氧化烯烴；在120℃下攪拌至壓力恒定為0.3～4MPa，脫氣；向該反應(yīng)釜中加入0.8～1％的含磷化合物，0.8～1％的脫離子水，110℃下攪拌0.5小時(shí)，120℃下攪拌1小時(shí)；脫水后，加入精制劑六硅酸鎂0.05％，在120℃下攪拌0.5小時(shí)，降溫至100℃過濾，即得基礎(chǔ)聚醚；取基礎(chǔ)聚醚82～85.5％，含氮化合物水溶液14.5～18％，其中氮化合物含量為基礎(chǔ)聚醚量的5～15％，投入到另一聚合釜中，升溫至115℃，攪拌2小時(shí)，再升溫至120℃，脫水，即得產(chǎn)品。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品粘度適中，活性高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，用本產(chǎn)品制得的聚氨酯硬泡阻燃性能好。
文檔編號(hào)C08G65/26GK1667018SQ20051004594
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者李德徽, 鹿志軍, 石錦生, 張志勇, 徐明艷, 邢德海, 葛珍, 祖躍秋, 徐素清, 信洪珍, 楊麗杰, 王雪松, 何秀梅, 楊樹興, 李麗民, 陳靜, 李國(guó)文 申請(qǐng)人:錦化化工(集團(tuán))有限責(zé)任公司