【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
1、微孔聚氨酯弹性体是一类特殊的聚氨酯发泡材料。其特点是泡孔孔径很小， 既不像弹性体一样光滑质密无泡，又不像发泡材料一样泡孔清晰可见并且排列密集。微孔聚氨酯弹性体孔径范围从0.1微米到上百微米不等，这些泡孔在材料中起到充分的增韧作用，通过增加孔洞数量和调节孔洞大小，微孔聚氨酯弹性体能够有效消散外部冲击，降低能量传递，从而实现对冲击力和振动的吸收和减缓。这使得它成为许多领域中的理想材料，如汽车制造、运动器材以及电子设备的保护壳体等，但是微孔聚氨酯弹性体极易自燃，容易造成人员伤亡和财产损失，所以提高微孔聚氨酯材料的阻燃性能为其提供更宽泛的应用场景具有重要意义。
2、磷杂菲类阻燃是目前发展的重要方向，目前市场上的磷杂菲类阻燃剂包括 9，10-二氢-9 氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(简称 dopo)及其衍生物，该类磷杂菲阻燃剂由于分子的特殊结构，使它比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好。dopo 是一种阻燃剂中间体，可以与烯烃、环氧基和羰基反应，制备出能适用于不同高分子材料的阻燃剂，如dopo-hq、dopo-ma、dopo-ita、已经广泛用于聚酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯等多种高分子材料的阻燃处理中。但是，由于 dopo 分子结构中只含有一个磷元素，阻燃元素含量少，导致其存在阻燃效率不高等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供
2、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）蓖麻油、甲酸与过氧化氢在催化剂a的作用下进行环氧化反应，所得产物经分离纯化得到环氧蓖麻油；
5、（2）将环氧蓖麻油与9，10-二氫-9-氧杂-10-磷杂菲-10- 氧化物在催化剂b的作用下进行开环反应，制得蓖麻油阻燃多元醇；
6、（3）将蓖麻油阻燃多元醇除去水分后，与聚醚或聚酯多元醇、异氰酸酯、发泡剂、扩链剂、匀泡剂和催化剂等助剂混合，倒入模具，固化，得到阻燃微孔聚氨酯弹性体；
7、所述扩链剂由10-20wt％双羟基封端的有机硅扩链剂和小分子多元醇扩链剂组成。
8、可选地，步骤（3）中按照质量份计，多元醇总量100份，匀泡剂为3-8份，催化剂为0.1-0.6份，发泡剂为0.1-0.5份，扩链剂为1-1.6份，异氰酸酯80-130份，其中多元醇中蓖麻油阻燃多元醇用量为聚醚或聚酯多元醇的3-6倍。
9、可选地，步骤（1）的所述环氧化反应条件为在40-50℃下保温2.5-3.5 h，再升温到60-70℃反应3-4 h。
10、可选地，步骤（1）的蓖麻油双键：甲酸：过氧化氢的物质的量比例为1:（0.35-0.45）:（1.35-1.55）。
11、可选地，催化剂a的种类可以为浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸。
12、可选地，步骤（2）开环反应条件为140-160 ℃的反应温度下反应4-8 h。
13、可选地，步骤（2）中9，10-二氫-9-氧杂-10-磷杂菲-10- 氧化物与环氧蓖麻油的质量用量比为（15-25）：100。
14、可选地，催化剂b为三苯基磷，催化剂b加入量为环氧蓖麻油质量的1%-3%。
15、可选地，聚醚或聚酯多元醇为聚醚多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯二醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇或聚丙二醇；异氰酸酯为mdi、hdi或ipdi；小分子多元醇扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、甘油、丙二醇；催化剂为有机锡类催化剂、胺类催化剂。
16、根据上述方法得到的蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体。
17、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
18、蓖麻油阻燃多元醇的合成中通过环氧化再开环引入了阻燃小分子9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10- 氧化物，赋予了微孔聚氨酯弹性体油脂特有的柔性链段，提高了弹性体的机械性能和韧性；同时，它合成的弹性体具有较小的孔径，给予其优越的减震能力。将接枝有dopo的蓖麻油阻燃多元醇用于聚氨酯弹性体的制备，并且以部分端羟基有机硅扩链剂替代部分常规扩链剂，通过端羟基有机硅扩链剂与蓖麻油阻燃多元醇在一定比例下的协同作用，制备得到的聚氨酯弹性体具有优异的阻燃性能和力学性能，并且回弹性能好。此外，利用植物油脂制备阻燃微孔聚氨酯弹性体简单、成本较低，并符合绿色可持续发展的要求。
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1.一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中按照质量份计，多元醇总量100份，匀泡剂为3-8份，催化剂为0.1-0.6份，发泡剂为0.1-0.5份，扩链剂为1-1.6份，异氰酸酯80-130份，其中多元醇中蓖麻油阻燃多元醇用量为聚醚或聚酯多元醇的3-6倍。
3. 根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（1）的所述环氧化反应条件为在40-50℃下保温2.5-3.5 h，再升温到60-70℃反应3-4 h。
4.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（1）的蓖麻油双键：甲酸：过氧化氢的物质的量比例为1:（0.35-0.45）:（1.35-1.55）。
5.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，催化剂A的种类可以为浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸。
6. 根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微
7. 根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（2）中9，10-二氫-9-氧杂-10-磷杂菲-10- 氧化物与环氧蓖麻油的质量用量比为（15-25）：100。
8.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，催化剂B为三苯基磷，催化剂B加入量为环氧蓖麻油质量的1%-3%。
9.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，聚醚或聚酯多元醇为聚醚多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯二醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇或聚丙二醇；异氰酸酯为MDI、HDI或IPDI；小分子多元醇扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、甘油、丙二醇；催化剂为有机锡类催化剂、胺类催化剂。
10.根据权利要求1-9所述方法得到的蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体。
...【技术特征摘要】
1.一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中按照质量份计，多元醇总量100份，匀泡剂为3-8份，催化剂为0.1-0.6份，发泡剂为0.1-0.5份，扩链剂为1-1.6份，异氰酸酯80-130份，其中多元醇中蓖麻油阻燃多元醇用量为聚醚或聚酯多元醇的3-6倍。
3. 根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（1）的所述环氧化反应条件为在40-50℃下保温2.5-3.5 h，再升温到60-70℃反应3-4 h。
4.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（1）的蓖麻油双键：甲酸：过氧化氢的物质的量比例为1:（0.35-0.45）:（1.35-1.55）。
5.根据权利要求1所述的一种蓖麻油基阻燃微孔聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，催化剂a的种类可以为浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸。
【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，张天宸，薛逸娇，孙宇，周永红，
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：
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