CN109082106A - 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫 - Google Patents

一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫 Download PDF

Info

Publication number
CN109082106A
CN109082106A CN201810812010.3A CN201810812010A CN109082106A CN 109082106 A CN109082106 A CN 109082106A CN 201810812010 A CN201810812010 A CN 201810812010A CN 109082106 A CN109082106 A CN 109082106A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
fire retardant
organic silicon
polyurethane foam
synergistic fire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810812010.3A
Other languages
English (en)
Inventor
卢伟
蔡盼盼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Original Assignee
Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd filed Critical Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Priority to CN201810812010.3A priority Critical patent/CN109082106A/zh
Publication of CN109082106A publication Critical patent/CN109082106A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C08L75/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7678—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing condensed aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/045—Polysiloxanes containing less than 25 silicon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/395—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/14—Applications used for foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其涉及一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5‑二异氰酸酯80~100份、有机硅磷协同阻燃剂5~20份、二月桂酸二丁基锡4~8份、十八烷基硫酸钠1‑5份、甲基硅橡胶5~10份、聚苯胺2~8份。本发明具有以下优点：（1）各组分之间易于混合相容性好；（2）阻燃效果好，阻燃剂添加量少；（3）力学性能优异。

Description

一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其涉及一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫。
背景技术
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。
聚氨酯泡沫塑料应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各部门，特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍，已成为不可缺少的材料之一。成为塑料中应用范围最广的品种之一。聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和座椅、靠背垫，床垫和枕头；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温，冷藏冷冻设备及冷库，绝热板材，墙体保温，管道保温，储罐的绝热，单组分泡沫填缝材料等。
然而目前的聚氨酯泡沫存在许多的不足与缺陷，例如其耐高低温性能较差，其最高工作温度仅为120℃，在某些场合往往不能发挥其作用，此外目前的聚氨酯泡沫还极易燃烧，严重危害使用人的生命安全。2010年上海“11·15”特别重大火灾事故已经夺去了53条鲜活的生命，尽管事故是由无证电焊工违章操作引起的，但已查明，真正的幕后杀手却是这些尼龙织网、毛竹片、聚氨酯泡沫。
例如在中国专利文献上公布的一种聚氨酯泡沫，其申请公布号为CN 106432662A，该发明按照质量分数计包括以下组分：甲基丙烯酸15～20份，三乙醇胺10～15份，聚醚多元醇30～40份，异氰酸酯20～30份，抗氧化剂5～15份，十二烷基磺酸钠10～25份，泡沫稳定剂5～9份，硅油12～18份，二苯基甲烷二异氰酸酯3～8份。该发明降低了聚氨酯泡沫中挥发性有机物的量，成本低，工艺简单，环保无污染。但是该发明也存在其缺陷，例如该发明没有添加增强聚氨酯泡沫热稳定性的原料，且没有添加阻燃剂，使得该聚氨酯泡沫在火灾中极易燃烧危害使用人的生命安全。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中聚氨酯泡沫耐高低温性能较差，且阻燃性能较差，极易威胁生命安全的问题，提供一种能够制备具有耐高低温，具有较好的耐候性以及阻燃性，安全可靠的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80～100份、有机硅磷协同阻燃剂5～20份、二月桂酸二丁基锡4～8份、十八烷基硫酸钠1-5份、甲基硅橡胶5～10份、聚苯胺2～8份。
作为优选，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80～95份、有机硅磷协同阻燃剂10～20份、二月桂酸二丁基锡4～8份、十八烷基硫酸钠1-5份、甲基硅橡胶5～8份、聚苯胺5～8份。
作为优选，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯92份、有机硅磷协同阻燃剂18份、二月桂酸二丁基锡5份、十八烷基硫酸钠4份、甲基硅橡胶6份、聚苯胺5份。
本发明中选用聚四氢呋喃醚多元醇以及萘1,5-二异氰酸酯作为合成聚氨酯的基础材料，聚四氢呋喃醚多元醇由于其分子主链中含有较为柔性的醚键，因此其粘度相对较低，易于与其他化合物相混合，而萘1,5-二异氰酸酯中具有较大位阻的萘基，因此其刚性较强，将其作为聚氨酯的基础材料能够有效的提高聚氨酯的力学性能。同时添加采用有机硅磷协同阻燃剂，能够有效的提高整体聚氨酯泡沫的阻燃性能，本发明中的有机硅磷阻燃剂将传统的有机硅阻燃剂以及磷系阻燃剂相协同工作，能够有效的提高阻燃效果，降低阻燃剂的添加量。
作为优选，所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂1～5份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷20-35份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应8～12小时；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应2～5小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭1-5份，搅拌吸附20～60分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷；
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液0.5-3份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有10～15份磷酸酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至60～75℃，继续反应0.5-3小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷；
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷与硅烷偶联剂进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂。
本发明中的有机硅磷协同阻燃剂其由位于阻燃剂中心的聚倍半硅氧烷核心，环绕聚倍半硅氧烷核心的磷酸酯以及最外侧的有机硅树脂构成。聚倍半硅氧烷由于其其分子结构为笼形结构，其为分子骨架为硅氧骨架，可以作为二氧化硅的最小结构单元，其具有耐高温阻不可燃烧，具有阻燃效果的特性，因此可以作为阻燃剂添加到聚合物中增强聚合物的阻燃效果，其各个角上分别具有可发生化学反应的有机基团，能够与其他的物质发生反应，通过将硅氢与磷酸酯在三(五氟苯基)硼烷的催化下发生缩合反应，能够将聚倍半硅氧烷的各个定点上连接上磷酸酯，使得树脂中同时具有硅原子与磷原子，两者均具有良好的阻燃效果，其两者之间通过协同效应，能够有效的提高其阻燃效果，通过在磷酸酯最外层再接枝由一层有机硅树脂层，能够有效的提高其与基体聚合物之间的亲和性，能够更加有效的使两者相容，以及进一步增强其阻燃性能。
本发明中的聚氢基倍半硅氧烷原料为三氯硅烷，其在水解过程中会产生大量的氯化氢，在反应初期，酸性环境能够使得缩合反应能够更加有效的进行，而随着反应的继续，过量的盐酸能够使得分子链中的反应趋向平衡，导致无法再进一步的提升聚氢基倍半硅氧烷的合成效率。因此本发明初期通过不添加酸吸附剂，从而使得其初期具有一个较快的反应速度，而在中期通过加入三乙胺达到吸附反应生成的氯化锌，能够使得反应反应速率始终处于一个较为快速的阶段，使得聚氢基倍半硅氧烷的合成效率进一步提升。
本发明中的聚氢基倍半硅氧烷其每个定点上都设有一个硅氢键，其可在0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液的催化下，与磷酸酯中的烷氧基发生反应通过脱除烷烃，达到将磷酸酯与聚倍半硅氧烷相互连接的效果。
作为优选，所述的步骤(1)中的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的混合物。
作为优选，所述的步骤(1)中的催化剂中按照重量份数计氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：(30～40)：(3～8)。
本发明中的催化剂为为三种金属化合物的混合物，根据目前文献表明，聚氢基倍半硅氧烷的制备过程中通常采用氯化铁作为单一的催化剂，其合成产率较低，通常其产率大约在20％左右，然而经过我们的摸索，采用多种金属化合物进行复配协同催化，能够有效的提高聚氢基倍半硅氧烷的合成效率，能够将合成产率由原本的20％提升至50～60％，大大的提高了生产效率，减少了原材料的浪费，从而使得聚氢基倍半硅氧烷的合成成本大大降低。
作为优选，所述的步骤(2)中的磷酸酯为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸二乙酯以及亚磷酸二甲酯中的一种。
作为优选，所述的步骤(3)中的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
作为优选，，所述的步骤(3)中磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂与水的质量比为1:(3～5)：(2～3)。
因此，本发明具有以下优点：(1)各组分之间易于混合相容性好；(2)阻燃效果好，阻燃剂添加量少；(3)力学性能优异。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80份、有机硅磷协同阻燃剂5份、二月桂酸二丁基锡4份、十八烷基硫酸钠1份、甲基硅橡胶5份、聚苯胺2份。
所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂1份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷20份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应8小时；其中，所述的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：30：3组合物；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应2小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭1份，搅拌吸附20分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷。
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液0.5份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有10～15份磷酸三甲酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至60℃，继续反应0.5小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷。
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂以及水以1:3：2的质量比进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂，其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
实施例2
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯100份、有机硅磷协同阻燃剂20份、二月桂酸二丁基锡8份、十八烷基硫酸钠5份、甲基硅橡胶10份、聚苯胺8份。
所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂5份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷35份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应12小时；其中，所述的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：40：8组合物；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应5小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭5份，搅拌吸附60分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷。
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液0.5-3份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有15份磷酸三乙酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至75℃，继续反应3小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷。
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂以及水以1:5：3的质量比进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂，其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
实施例3
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80份、有机硅磷协同阻燃剂10份、二月桂酸二丁基锡4份、十八烷基硫酸钠1份、甲基硅橡胶5份、聚苯胺5份。
所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂1份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷20份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应8小时；其中，所述的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：35：5组合物；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应2.5小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭3份，搅拌吸附40分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷。
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液2份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有12份磷酸二乙酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至70℃，继续反应2小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷。
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂以及水以1:4：3的质量比进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂，其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
实施例4
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯95份、有机硅磷协同阻燃剂20份、二月桂酸二丁基锡8份、十八烷基硫酸钠5份、甲基硅橡胶8份、聚苯胺8份。
所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂4份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷25份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应10小时；其中，所述的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：38：6组合物；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应3.5小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭4份，搅拌吸附50分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷。
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液1.5份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有14份亚磷酸二甲酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至70℃，继续反应3小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷。
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂以及水以1:4：2的质量比进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂，其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
实施例5
一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯92份、有机硅磷协同阻燃剂18份、二月桂酸二丁基锡5份、十八烷基硫酸钠4份、甲基硅橡胶6份、聚苯胺5份。
所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
(1)聚氢基倍半硅氧烷的制备：
(1.1)初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂5份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷20份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应8小时；其中，所述的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：33：7组合物；
(1.2)除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应4小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
(1.3)后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭2份，搅拌吸附30分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷。
(2)磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05％三(五氟苯基)硼烷甲苯溶液2份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有14份磷酸三乙酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至66℃，继续反应3小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷。
(3)接枝反应：将步骤(2)中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂以及水以1:4：3的质量比进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂，其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
将实施例1-5所制得的机硅泡沫材料进行测试，其测试结果如下表：
表1
通过上表中的数据可知，通过本发明制备的聚氨酯泡沫具有较低的密度，较强的力学性能且玻璃化转变温度较低，耐低温性能良好，同时其热分解温度以及极限氧指数较高，其在空气中难以燃烧，杜绝了火灾隐患。因此本发明具有良好的应用性能。

Claims (9)

1.一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80~100份、有机硅磷协同阻燃剂5~20份、二月桂酸二丁基锡4~8份、十八烷基硫酸钠1-5份、甲基硅橡胶5~10份、聚苯胺2~8份。
2.根据权利要求1所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯80~95份、有机硅磷协同阻燃剂10~20份、二月桂酸二丁基锡4~8份、十八烷基硫酸钠1-5份、甲基硅橡胶5~8份、聚苯胺5~8份。
3.根据权利要求1所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚四氢呋喃醚多元醇80份、萘1,5-二异氰酸酯92份、有机硅磷协同阻燃剂18份、二月桂酸二丁基锡5份、十八烷基硫酸钠4份、甲基硅橡胶6份、聚苯胺5份。
4.根据权利要求1所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的有机硅磷协同阻燃剂的制备方法如下：
（1）聚氢基倍半硅氧烷的制备：
（1.1）初步缩合：向反应釜中加入三氯甲烷100份、催化剂1~5份以及蒸馏水15份，然后高速搅拌将溶液搅成乳液，然后降低温度至-20℃，向其中缓慢滴加三氯硅烷20-35份，滴加完毕后，升高温度至室温，继续搅拌反应8~12小时；
（1.2）除盐酸：然后向其中加入三乙胺15份，继续反应2~5小时，然后停止反应，过滤除去反应生成的盐酸三乙胺盐，得到滤液；
（1.3）后处理：将得到的滤液用水洗涤至中性，然后分液取下层有机层，相有机层中加入活性炭1-5份，搅拌吸附20~60分钟，过滤得到澄清液体，旋蒸除去三氯甲烷，得到白色晶状聚氢基倍半硅氧烷；
（2）磷酸酯化：按照重量份数计，取步骤（1）中得到的聚氢基倍半硅氧烷30份溶于100份的甲苯中，然后在其中加入0.05%三（五氟苯基）硼烷甲苯溶液0.5-3份，搅拌均匀后在常温下缓慢向其中滴加含有10~15份磷酸酯溶于20份甲苯的溶液，搅拌反应30分钟后，升高温度至60~75℃，继续反应0.5-3小时，停止反应向其中加入中性氧化铝2份，搅拌20分钟过滤得滤液，将滤液中的溶剂蒸除，得到磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷；
（3）接枝反应：将步骤（2）中得到的磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷与硅烷偶联剂进行混合水解，得到有机硅磷协同阻燃剂。
5.根据权利要求4所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（1）中的催化剂为氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（1）中的催化剂中按照重量份数计氯化铁、乙酰丙酮铁以及氯化铝的质量比为100：（30~40）：（3~8）。
7.根据权利要求4所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（2）中的磷酸酯为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸二乙酯以及亚磷酸二甲酯中的一种。
8.根据权利要求4所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（3）中的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及β-（3,4环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷的混合液，其各组分的质量比为3:2:3。
9.根据权利要求4或8所述的一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（3）中磷酸酯化的聚氢基倍半硅氧烷、硅烷偶联剂与水的质量比为1:（3~5）：（2~3）。
CN201810812010.3A 2018-07-23 2018-07-23 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫 Pending CN109082106A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812010.3A CN109082106A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812010.3A CN109082106A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109082106A true CN109082106A (zh) 2018-12-25

Family

ID=64838494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810812010.3A Pending CN109082106A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109082106A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108822277A (zh) * 2018-07-23 2018-11-16 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104497354A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 上海工程技术大学 一种三磷酸酯多面低聚倍半聚硅氧烷阻燃剂及其制备方法
CN105131226A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种难燃b1级聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN105131580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种无卤阻燃聚氨酯软泡及其制备方法
CN106167505A (zh) * 2016-07-04 2016-11-30 华北理工大学 一种含硅笼状硫代磷酸酯阻燃剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104497354A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 上海工程技术大学 一种三磷酸酯多面低聚倍半聚硅氧烷阻燃剂及其制备方法
CN105131226A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种难燃b1级聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN105131580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种无卤阻燃聚氨酯软泡及其制备方法
CN106167505A (zh) * 2016-07-04 2016-11-30 华北理工大学 一种含硅笼状硫代磷酸酯阻燃剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAO SONG等，: ""Novel phosphorus-silicon synergistic flame retardants: Synthesis and characterization"", 《CHINESE CHEMICAL LETTERS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108822277A (zh) * 2018-07-23 2018-11-16 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109054023A (zh) 一种有机硅磷协同阻燃剂的制备方法
CN107099240B (zh) 一种多功能改性水性聚氨酯涂层材料及其制备方法
WO2015135348A1 (zh) 一种本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料
CN105418971B (zh) 磷氮高负载石墨烯阻燃剂的制备方法
CN102786646A (zh) 一种酸改性凹凸棒土-聚氨酯多孔材料及其制备方法和应用
CN116285318B (zh) 一种质轻导热工程塑料及其制备方法
CN110305370A (zh) 一种磷腈接枝改性类水滑石阻燃剂及其制备方法
CN107090083A (zh) 含双层倍半硅氧烷为主链的氮‑磷‑硅共聚物及其制备方法及应用
CN108384390A (zh) 一种防滑保温隔音环保地面涂料及其制备方法
CN109082106A (zh) 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫
CN105860505A (zh) 一种高阻燃改性聚氨酯复合材料的制备方法
CN108822277A (zh) 一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫
CN116656194A (zh) 基于气凝胶的防火保温隔热涂料
CN107868577A (zh) 一种家用插座及其阻燃处理工艺
CN107286631A (zh) 用于聚氨酯的双层包覆微胶囊高效阻燃剂及其制备方法
CN116515260A (zh) 一种阻燃型pet材料及其制备方法
CN109081899A (zh) 一种阻燃保温聚氨酯泡沫
CN105153466B (zh) 一种膨胀型阻燃剂修饰蒙脱土及其制备方法
CN107629190A (zh) 太阳能保温水箱用改性聚氨酯保温材料
CN104892922B (zh) 一种端羟基聚环氧氯丙烷及其制备方法
CN113845840A (zh) 一种环氧改性有机硅阻燃涂料及其应用
CN103304589B (zh) 一种基于有机无机杂化倍半硅氧烷反应性阻燃剂的制备方法
CN105778105A (zh) 一种同时含腈基和乙烯基的硅氧烷的合成及室温加成型腈硅橡胶的制备方法
CN112876511A (zh) 新型有机磷系阻燃剂及其制备方法
CN109096532A (zh) 一种提高聚氨酯泡沫阻燃性能的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181225

RJ01 Rejection of invention patent application after publication