植物油基阻燃多元醇及其制备方法和应用技术

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；本发明专利技术成本较低、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物油基阻燃多元醇
，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。
技术介绍
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。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。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迁移出来，降低了阻燃的持久性。因此研究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，阻燃剂不易迁移出来，能提高阻燃的持久性。各个国家的研究者对植物油基多元醇进行了大量的研究，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究比较少，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。
技术实现思路
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，本专利技术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。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。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：所述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％。植物油基阻燃多元醇的制备方法，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℃，反应2～4h，所述催化剂为钛酸酯、氧化锌或乙二醇锑。所述植物油为花生油、大豆油、亚麻油、蓖麻油或菜子油。植物油基阻燃多元醇在阻燃型聚氨酯泡沫中的应用，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100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。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。所述锡类催化剂为：二月桂酸二正丁基锡。所述聚氨酯泡沫稳定剂为硅型泡沫稳定剂。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。有益效果：1、植物油基阻燃多元醇采用结构改性的方法，把阻燃异氰脲酸酯基团引入到植物油结构中，用于合成耐高温阻燃型聚氨酯泡沫，氧指数可以达到30％。在建筑、保温及一些特殊的场合具有广泛的应用前景。2、发泡过程中发现植物油基阻燃多元醇的乳化性能和反应活性比一般的石化聚醚多元醇要好。3、本专利技术工艺简单、无三废产生、环保。4、植物油是可再生资源，产量丰富、而且成本低。附图说明图1为实施例3蓖麻油基阻燃多元醇的红外光谱图。由图1蓖麻油基阻燃多元醇的红外光谱可知：3389cm-1为-OH羟基吸收峰；2853cm-1和2924cm-1分别为亚甲基的对称和不对称伸缩振动峰；1735cm-1和1689cm-1处吸收峰为C＝C，C＝O，C＝N特征振动吸收峰；1455cm-1为甲基、亚甲基的对称变形振动；1055cm-1和1242cm-1两处吸收峰分别为C-O对称和反对称伸缩振动特征峰。具体实施方式下面以具体实施例作进一步说明：本专利技术中所有原料皆为市售，以下实施例中若无特别指明，皆为质量份。本专利技术对植物油进行醇解改性得到植物油基阻燃多元醇。所制得的植物油基阻燃多元醇与异氰酸酯以及其它助剂进行发泡制得阻燃型植物油基硬质聚氨酯泡沫；主要方案包括以下两方面的内容。一、制备所述植物油基阻燃多元醇组合物的方法采用结构改性的方法，把阻燃异氰脲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，反应方程式为：更具体的制法为：将880-930质量份的植物油、130～780质量份的塞克、0.2～0.5质量份的催化剂混合均匀，加热升温至温度190～230℃，反应2～4h，出料得到产物；具体实施方式以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。实施例1将930质量份的蓖麻油、130质量份的塞克、0.5质量份的催化剂钛酸四丁酯，加热升温至温度190℃，反应4h，出料得到结构阻燃型蓖麻油基多元醇，其羟值为221mg/g KOH，25℃粘度为2100mPa·s。然后按照表1硬质聚氨酯泡沫塑料的制备配方得到组合多元醇，搅拌均匀，再与异氰酸酯混合高速搅拌20-30s，转速3000-3500r/min，倒入模具中，熟化48h。实施例2将930质量份的蓖麻油、520质量份的塞克、0.3质量份的催化剂二烃基锡氧化物，加热升温至温度210℃，反应4h，出料得到结构阻燃型蓖麻油基多元醇，其羟值为358mg/g KOH，25℃粘度为4700mPa·s。然后按照表1硬质聚氨酯泡沫塑料的制备配方得到组合多元醇，搅拌均匀，再与异氰酸酯混合高速本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2014.10.16 CN 201410551186X1.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℃，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，周永红，贾普友，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32