植物油基阻燃多元醇及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于植物油基阻燃多元醇技术领域，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应用。
【背景技术】
[0002] 我国有着丰富的植物油脂资源，具有可再生性、无毒、可降解性、对环境友好的特 点备受关注。在石油资源日益匮乏的形势下，用植物油作原料生产多元醇无疑是一种很好 的方法。美国拜耳公司等多家公司生产的植物油脂多元醇已经在市场上进行销售。
[0003] 聚氨酯泡沫是目前世界上性能最佳的绝缘保温材料，也是很好的隔音材料，在节 能环保要求越来越重视的今天，聚氨酯泡沫作为保温材料被广泛应用在冰箱、屋顶、天花 板、墙体、冷库、地板等。但是聚氨酯泡沫的密度比较小，有很多的孔状结构，与非泡沫材料 相比更容易燃烧，燃烧时放出大量的热和有毒的烟雾，影响人们的身体健康和生命安全。因 此硬质聚氨酯泡沫的耐热性、阻燃型，已成为聚氨酯泡沫材料的重要的技术指标。各个国 家和地区出台了大量的法规，规定聚氨酯泡沫材料的阻燃性能必须达到一定的标准才能生 产，各种法规的出现大大推进了聚氨酯阻燃技术的发展。
[0004] 传统的阻燃剂分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂，添加型阻燃剂的加入量比较 大，阻燃性能也不是太好，而且添加型阻燃剂有一个缺点是时间久了易迀移出来，降低了阻 燃的持久性。因此研宄者把注意力逐渐集中到反应型阻燃剂上去，特别是从本质阻燃上改 善聚氨酯的阻燃性能。开发出一系列的阻燃多元醇和阻燃异氰酸酯，不仅改善了聚氨酯的 阻燃性能，而且由于是本质阻燃，阻燃剂不易迀移出来，能提高阻燃的持久性。
[0005] 各个国家的研宄者对植物油基多元醇进行了大量的研宄，但是由于植物油的易燃 特性，限制了植物油基多元醇的应用，而对植物油基阻燃多元醇的研宄比较少，通过在在植 物油脂特别是蓖麻油基多元醇结构上引入阻燃异氰尿酸酯基团，可以大大提高多元醇的阻 燃性能和聚氨酯泡沫的阻燃性。
【发明内容】
[0006] 解决的技术问题：为了提高聚氨酯泡沫及其它聚氨酯材料的阻燃性和耐高温性， 本发明提供了植物油基阻燃多元醇及其制备方法和应用，采用结构改性的方法，把阻燃异 氰尿酸酯基团引入到植物油基多元醇的结构中，得到具有本质阻燃的植物油基阻燃多元醇 并应用到阻燃聚氨酯材料中。
[0007] 技术方案：植物油基阻燃多元醇，由三（2-羟乙基）异氰脲酸酯（俗名塞克）和植 物油反应而得。
[0008] 优选的方案为：由三（2-羟乙基）异氰脲酸酯和蓖麻油反应而得，结构式如下：
[0009]
【主权项】
1. 植物油基阻燃多元醇，其特征在于由三（2-羟乙基）异氰脲酸酯和植物油反应而得。
2. 根据权利要求1所述的植物油基阻燃多元醇，其特征在于由三（2-羟乙基）异氰脲 酸酯和蓖麻油反应而得，结构式如下：
3. 根据权利要求1所述的植物油基阻燃多元醇，其特征在于多元醇结构式中含有异氰 脲酸酯环，其中氮元素的质量分数为3. 5?7. 0%。
4. 权利要求1所述植物油基阻燃多元醇的制备方法，其特征在于步骤为：将880-930 质量份的植物油、130?780质量份的三（2-羟乙基）异氰脲酸酯、0. 2?0. 5质量份的催 化剂混合均匀，加热升温至温度190?230°C，反应2?4h，所述催化剂为钛酸酯、氧化锌或 乙二醇锑。
5. 根据权利要求4所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，其特征在 于所述植物油为花生油、大豆油、亚麻油、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应用，其特征在于：植物油基阻燃多 元醇与异氰酸酯为原料，发泡时，按NCO/OH的摩尔比为1. 1?2. 5的比例配制，与助剂配 合，先把植物油基阻燃多元醇和助剂在搅拌的条件下混合均匀，再与异氰酸酯在搅拌的条 件下搅拌20?30s，转速2000?3000r/min，倒入模具中，熟化48h;其中，植物油基阻燃多 元醇与各助剂的配方以质量份计为：植物油基阻燃多元醇1〇〇份，聚氨酯泡沫稳定剂1?2 份，胺类催化剂或者是胺类催化剂和锡类催化剂的任意比混合物1?2份，水1?2份，发 泡剂10?30份；异氰酸酯110?250份。
7. 根据权利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，其特征在 于所述胺类催化剂为N，N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、三乙醇胺、异丙醇胺 或季铵盐。
8. 根据权利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，其特征在 于所述锡类催化剂为：二月桂酸二正丁基锡。
9. 根据权利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，其特征在 于所述聚氨酯泡沫稳定剂为硅型泡沫稳定剂。
10. 根据权利要求6所述植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，其特征 在于所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
【专利摘要】植物油基阻燃多元醇及其制备方法和应用，由三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和植物油醇解反应，得到的植物油基阻燃多元醇。其中氮元素的质量分数为3.5～7.0%；植物油基阻燃多元醇采用结构改性的方法，将异氰脲酸酯环引入到植物油多元醇结构中，用于合成阻燃型耐高温聚氨酯泡沫及其他聚氨酯材料；本发明成本较低、工艺简单、无三废产生，其中制备的聚氨酯硬质泡沫材料具有较高的阻燃性，氧指数可以达到30%。具有燃烧时制品不滴液，保持形状，烟密度小等优点，在建筑、保温及一些特殊的场合具有广泛的应用前景。
【IPC分类】C08G18-66, C08G18-32, C08G18-42, C07D251-34, C08J9-14
【公开号】CN104558490
【申请号】CN201410840737
【发明人】张猛, 周永红, 贾普友
【申请人】中国林业科学研究院林产化学工业研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日