一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法技术

本发明专利技术涉及磷系阻燃剂制备技术领域，具体为一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法，该低聚磷酸酯多元醇及其制备方法，低聚磷酸酯多元醇含有端羟基属反应型阻燃剂，不含卤族元素，环保无毒，能够结合到聚氨酯材料中作为新型阻燃剂，该阻燃剂不会迁移析出，有利于提高材料的持久阻燃性能；且本发明专利技术工艺简单，易操作，有利于提高工业化生产效率，并且制备反应后无固废产生，可以减轻环保压力；磷酸烷基酯为常用添加型阻燃剂，本发明专利技术采用磷酸烷基酯脱聚、水解、加成的方法大大增加产物中的磷含量，有利于提高阻燃效果，催化剂可以促进环氧烷参与加成反应，能够有效缩短环氧烷与磷酸及磷酸酯的加成反应时间，有利于减少环氧乙烷的浪费，节约成本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磷系阻燃剂制备
，具体为一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯作为新一代人工合成高分子应用新型材料的一部分已融入人们日常生活的方方面面，聚氨酯材料和其他有机高分子材料一样，是一种可燃性较强的聚合物。近年来,国内聚氨酯市场的聚氨酯制品和原料一直都供不应求，特别是软酯质泡沫塑料，由于密度小，比表面积较大，绝热性能好，但是其燃烧问题也尤为突出，自身氧指数只有14
‑
16，极易被点燃和燃烧，而且一旦着火，燃烧速度猛烈，不易扑灭，其燃烧过程中产生的烟雾有毒，极易造成人员窒息死亡，因此需要向原料中添加阻燃剂以此提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性能。
[0003]目前对聚氨酯材料的阻燃主要有两种方法：添加法和反应型阻燃法。添加法在聚氨酯制品配方中加入含磷、氯、溴、锑、铝、硼、氮等阻燃元素的添加型阻燃剂，使制得的产品具有阻燃性能，但由于需要添加量较大,一方面降低了聚氨酯泡沫材料的机械性能，且另一方面随时间的推移,该阻燃剂会逐渐从材料中迁移析出，导致材料在使用过程中阻燃性能及物理力学性能进一步降低，并且对环境造成二次污染；目前市售的应用于聚氨酯材料的阻燃剂主要是含卤磷酸酯添加型，燃烧时易产生卤化氢腐蚀性气体。而反应型阻燃剂法在生产聚氨酯配方中加入含磷、氯、溴、硼、氮阻燃元素的多羟基化合物等反应型阻燃剂，由于该类阻燃剂以共价键方式连接到聚氨酯大分子结构中，可有效克服添加型阻燃剂的上述缺陷。
[0004]现有中国专利201010227072.1公开了一种低聚磷酸酯多元醇的制备方法,该法虽制得了反应型阻燃剂,但反应过程中有大量氯化氢气体产生，且产生的三乙胺盐酸盐在目标产物低聚磷酸酯多元醇中有一定的溶解度，严重影响阻燃剂在应用端的使用效果，后处理工艺的复杂性降低了生产效率，增加生产成本；中国专利201510567252.7公开了一种低聚磷酸酯多元醇的制备方法,该法虽制得了反应型阻燃剂,但五氧化二磷与水反应为剧烈放热反应，反应极难控制，不利于工业化生产，对反应设备要求极高，且产物中磷含量较低，阻燃效果差。为了解决上述技术问题，需要提供一种新型的且易于控制反应的制备方法，以提高材料的阻燃性能，并降低生产成本。鉴于此，我们提出一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种低聚磷酸酯多元醇及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种低聚磷酸酯多元醇，该低聚磷酸酯多元醇具有以下结构式：
[0008][0009]其中：p表示该基团的聚合度，为1
‑
4之间的自然数；n表示该聚合物的聚合度，为0
‑
10之间的自然数；R为C1
‑
C4的无卤烷基；R1为氢原子或R；R2为下列基团：
[0010][0011]优选的，所述低聚磷酸酯多元醇通过以下分析纯原料：磷酸烷基酯、五氧化二磷、催化剂、环氧乙烷和水，且所述原料化学反应的质量份数具体为：磷酸烷基酯：100
‑
110、五氧化二磷：45
‑
78、环氧乙烷：55
‑
80、催化剂：0.5
‑
2、水：2.5
‑
15.5。
[0012]优选的，所述低聚磷酸酯多元醇酸值小于2mgK0H/g、羟值为120
‑
220mgK0H/g、粘度为500
‑
6000mPa.s、磷含量15％
‑
18％。
[0013]优选的，具体制备方法为：首先向反应釜中加入100
‑
110质量份数的磷酸烷基酯，启动反应釜搅拌，并加入45
‑
78质量份数的五氧化二磷，加热反应釜温度至60
‑
100℃下充分反应4
‑
8小时。
[0014]优选的，待反应釜冷却至50
‑
80℃后继续向反应釜中滴加2.5
‑
15.5质量份数的水，控制反应温度60
‑
80℃，反应1
‑
1.5小时。
[0015]优选的，继续向反应釜中加入0.5
‑
2质量份数的催化剂，接着通入55
‑
80质量份的环氧乙烷进一步反应，通过控制环氧乙烷流速来控制反应温度维持在100
‑
150℃之间。
[0016]优选的，待反应至冷凝器中出现连续环氧乙烷回流时继续反应1
‑
1.5h后停止加热并冷却。优选的，随后通入真空汽提或氮气流除去混合物中的挥发性物质，即可制得低聚磷酸酯多元醇混合物。
[0017]优选的，所述磷酸烷基酯采用磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯或磷酸三丁酯的任意一种或多种。
[0018]优选的，所述催化剂采用三氯化铝、三氟化硼、氯化锌或有机锡类的任意一种或多种。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]该低聚磷酸酯多元醇及其制备方法，本专利技术合成的低聚磷酸酯多元醇含有端羟基属反应型阻燃剂，且不含卤族元素，环保无毒，能够结合到聚氨酯材料中作为新型阻燃剂，并且受热时该阻燃剂不会迁移析出，有利于提高材料的持久阻燃性能，对比当前市售的磷酸酯类添加型阻燃剂有显著性能优势；且本专利技术制备方法采用“一锅法”反应，工艺简单，易操作，有利于提高工业化生产效率，并且制备反应后无固废产生，可以减轻环保压力；除此之外，主要原材料磷酸烷基酯为常用添加型阻燃剂，本专利技术采用磷酸烷基酯脱聚、水解、加成的方法大大增加产物中的磷含量，有利于提高阻燃效果，并且本专利技术采用的催化剂可以促进环氧烷参与加成反应，能够有效缩短环氧烷与磷酸及磷酸酯的加成反应时间，有利于减少环氧乙烷的浪费，节约成本。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]本专利技术通过以下实施例来详述上述技术方案：
[0024]一种低聚磷酸酯多元醇，该低聚磷酸酯多元醇具有以下结构式：
[0025][0026]本实施例中：p表示该基团的聚合度，具体为4；n表示该聚合物的聚合度，具体为9；R为C4的无卤烷基；R1为氢原子；R2为下列基团：
[0027][0028]本实施例的低聚磷酸酯多元醇具体制备方法为：工作人员称取原料：磷酸烷基酯：100克、五氧化二磷：63.5克、环氧乙烷：65克、催化剂：0.5克、水：5.2克。
[0029]首先将100g磷酸三乙酯加入配备有搅拌器、温度计、气体入口管和回流冷凝器的反应器中，接着加入63.5g五氧化二磷，剧烈搅拌均匀后将混合物在70℃下加热5小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低聚磷酸酯多元醇，其特征在于：该低聚磷酸酯多元醇具有以下结构式：其中：p表示该基团的聚合度，为1
‑
4之间的自然数；n表示该聚合物的聚合度，为0
‑
10之间的自然数；R为C1
‑
C4的无卤烷基；R1为氢原子或R；R2为下列基团：2.如权利要求1所述的低聚磷酸酯多元醇，其特征在于：所述低聚磷酸酯多元醇通过以下分析纯原料：磷酸烷基酯、五氧化二磷、催化剂、环氧乙烷和水，且所述原料化学反应的质量份数具体为：磷酸烷基酯：100
‑
110、五氧化二磷：45
‑
78、环氧乙烷：55
‑
80、催化剂：0.5
‑
2、水：2.5
‑
15.5。3.如权利要求2所述的低聚磷酸酯多元醇，其特征在于：所述低聚磷酸酯多元醇酸值小于2mgK0H/g、羟值为120
‑
220mgK0H/g、粘度为500
‑
6000mPa.s、磷含量15％
‑
18％。4.一种低聚磷酸酯多元醇的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1
‑
3任一项所述的低聚磷酸酯多元醇：首先向反应釜中加入100
‑
110质量份数的磷酸烷基酯，启动反应釜搅拌，并加入45
‑
78质量份数的五氧化二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增军，吴春业，张秀秀，王轲，
申请(专利权)人：安徽新秀化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：