本發(fā)明涉及一種聚氨酯預(yù)聚體,特別是涉及一種阻燃性聚氨酯預(yù)聚體及其制備方法。
背景技術(shù):
聚氨酯由于具有良好的力學(xué)性能、耐低溫性、耐磨性和對基材有良好粘附性等特點,它在建筑行業(yè)和交通運輸業(yè)都具有廣泛的應(yīng)用。隨著城市建筑的現(xiàn)代化和交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展,密封膠在家庭裝修和交通運輸中的消費量迅速增長。但是未經(jīng)阻燃處理的聚氨酯材料的易燃缺點極大地限制了它的應(yīng)用范圍,也對相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)濟財產(chǎn)和人身安全構(gòu)成了火災(zāi)威脅。因此,發(fā)展阻燃性聚氨酯材料意義重大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種阻燃效果好,安全無毒,力學(xué)性能優(yōu)異的阻燃性聚氨酯預(yù)聚體及其制備方法。
本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種阻燃性聚氨酯預(yù)聚體的制備方法,包括如下步驟:
第一步,將聚醚多元醇加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在100℃~120℃,攪拌2-3小時;
第二步,使體系降溫到40℃~50℃,體系通氮氣保護;
第三步,將二異氫酸酯加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫,同時加大攪拌速度,控制溫度在60℃~80℃反應(yīng)3-5小時;
第四步,根據(jù)體系中游離NCO基含量,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-5小時;
第五步,向體系中加入阻燃劑,繼續(xù)攪拌1-3小時;所述阻燃劑為有機硼氮阻燃劑和氫氧化鎂;
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,得到阻燃性聚氨酯預(yù)聚體。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,以質(zhì)量份數(shù)計,原料的用量為:聚醚多元醇100-150份、二異氫酸酯30~50份、二月桂酸二丁基錫0.1~1份、硅烷偶聯(lián)劑0.1-1份和5~50份阻燃劑。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述聚醚多元醇為聚醚二元醇和/或聚醚三元醇。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述的聚醚二元醇為PPG-1000、PPG-1500、PPG-2000、PPG-4000、PPG-6000或PPG-8000;所述的聚醚三元醇包括PPG-3000、PPG-5000或PPG-7000。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4’-二異氫酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氫酸酯(IPDI)和六亞甲基二異氰酸酯(HDI)中的一種或多種。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550、KH-170和Y-9669中的一種或多種。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,以質(zhì)量份數(shù)計,所述的有機硼氮阻燃劑為5-20份,所述氫氧化鎂為5-20份。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述有機硼氮阻燃劑為具有以下結(jié)構(gòu)的化合物中的一種或多種:
一種阻燃性聚氨酯預(yù)聚體,由上述制備方法制得。
本發(fā)明與現(xiàn)有聚氨酯相比具有如下優(yōu)點和有益效果:
該阻燃性聚氨酯的獨特性在于,阻燃劑分子結(jié)構(gòu)中含有硼酸酯基團和三嗪環(huán),硼酸酯基團在燃燒過程中脫水,促進成炭,三嗪環(huán)在燃燒過程中釋放出大量難燃氣體,使得炭層膨脹。硼酸酯基團和三嗪環(huán)的共同作用,促進聚氨酯預(yù)聚體形成穩(wěn)定膨脹的炭層,覆蓋在基材的表明,充當(dāng)隔熱層,隔絕熱和氧的傳播,阻止可燃物的燃燒。另外硼系阻燃劑是一類無毒高效的阻燃劑,能夠有效的促進環(huán)氧樹脂成炭,抑制燃燒。因此,所制備的聚氨酯預(yù)聚體不僅具有好的阻燃性能,還有望成為優(yōu)良的環(huán)保型聚氨酯預(yù)聚體。
具體實施方式
為更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明,但本發(fā)明的實施方式不限如此。
實施例1
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為1000的聚醚二元醇(PPG-1000)65份,相對分子量為3000的聚醚三元醇(PPG-3000)23份,加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌2小時;
第二步,使體系降溫到40℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將二苯基甲烷二異氫酸酯(MDI)32份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.1份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在80℃反應(yīng)3小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.13份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)2小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入10份有機硼氮阻燃劑3BT和15份氫氧化鎂,繼續(xù)攪拌1小時;
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
3BT的結(jié)構(gòu)式為:名稱為2,4,6-三-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-1,3,5-三嗪,簡稱3BT,通過如下步驟制備:
1)在三口燒瓶中加入7ml乙二醇和80ml甲苯,攪拌并逐漸升溫至45℃,加入7.56g硼酸,繼續(xù)升溫至84℃,攪拌50分鐘至硼酸完全溶解;待分水器內(nèi)水分不再增加,繼續(xù)反應(yīng)2h;
2)將第一步的反應(yīng)液減壓蒸餾除去甲苯,在70℃真空干燥,得無色透明粘稠液體的中間產(chǎn)物1;將8.18g中間產(chǎn)物1溶于60ml四氫呋喃溶液中;
3)在氮氣保護下,稱取5.78g三聚氯氰溶于40ml四氫呋喃溶液中,然后加入3.97g氫氧化鈉。在23℃下,加入溶有中間產(chǎn)物1的四氫呋喃溶液體積的一半,反應(yīng)2h,然后升溫至40℃,繼續(xù)滴加剩余的溶有中間產(chǎn)物1的四氫呋喃溶液,反應(yīng)2h,滴加完畢后,升溫至90℃,持續(xù)反應(yīng)4h;
4)將第三步所得的反應(yīng)混合液抽濾,液相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干,得到粗產(chǎn)物;以四氫呋喃和二氯甲烷的混合液(體積比為1:10)作為沖洗液,用色譜柱進行分離,得到白色固體3BT。
利用質(zhì)譜和核磁共振氫譜表征所得到的產(chǎn)物,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
MS:m/z 339.08(M+)
1H NMR(600MHz,DMSO-d6,ppm):δ4.07(t,12H)。
其中δ=4.07ppm為烷基鏈峰;2,4,6-三-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-1,3,5-三嗪(3BT)的理論分子量為339.08,結(jié)合質(zhì)譜我們得出,該產(chǎn)物為3BT。
實施例2
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為4000的聚醚二元醇(PPG-4000)60份,相對分子量為5000的聚醚三元醇(PPG-5000)30份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌2.5小時;
第二步,使體系降溫到42℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將二苯基甲烷二異氫酸酯(MDI)30份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.1份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在80℃反應(yīng)3小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-170)0.15份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)2.5小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入23份有機硼氮阻燃劑3BeT和10份氫氧化鎂,繼續(xù)攪拌2小時;
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
本實施例中,3BeT為星型三嗪衍生物,名稱為2,4,6-三-{2-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-乙氧基}-1,3,5-三嗪,簡稱3BeT,用作膨脹型阻燃劑,具有如下分子結(jié)構(gòu):
本實施例的3BeT通過如下步驟制備:
1)在三口燒瓶中加入13.5ml乙二醇和140ml甲苯,攪拌并逐漸升溫至48℃,加入7.35g硼酸,繼續(xù)升溫至73℃,攪拌50分鐘至硼酸完全溶解;待分水器內(nèi)水分不再增加,繼續(xù)反應(yīng)1h;
2)將第一步的反應(yīng)液減壓蒸餾除去甲苯,在70℃真空干燥,得無色透明粘稠液體的中間產(chǎn)物;將12.29g中間產(chǎn)物溶于60ml四氫呋喃溶液中;
3)在氮氣保護下,稱取5.67g三聚氯氰溶于40ml四氫呋喃溶液中,然后加入4.11g氫氧化鈉,在26℃下,加入溶有中間產(chǎn)物的四氫呋喃溶液體積的一半,反應(yīng)3h,然后升溫至44℃,繼續(xù)滴加,反應(yīng)2.5h,滴加完畢后,升溫至91℃,持續(xù)反應(yīng)3h;
4)將第三步所得的反應(yīng)混合液抽濾,液相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干,得到粗產(chǎn)物;以四氫呋喃和二氯甲烷的混合液(體積比為1:12)作為沖洗液,用色譜柱進行分離得到白色固體基于星型三嗪衍生物的膨脹型阻燃劑(3BeT)。
MS:m/z 471.17(M+)
1H NMR(600MHz,DMSO-d6,ppm):δ4.07(t,12H),4.26(t,6H),4.15(t,6H)
其中δ=4.07ppm為硼氧環(huán)烷基鏈峰,δ=4.26和4.15ppm為線性烷基鏈峰;2,4,6-三-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-1,3,5-三嗪(3BT)的理論分子量為471.17,結(jié)合質(zhì)譜得出,該產(chǎn)物為基于星型三嗪衍生物的膨脹型阻燃劑(3BeT)。
實施例3
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為2000的聚醚二元醇(PPG-2000)60份,相對分子量為3000的聚醚三元醇(PPG-3000)32份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌2小時;
第二步,使體系降溫到45℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將異佛爾酮二異氫酸酯(IPDI)38份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.2份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在75℃反應(yīng)3小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(Y-9669)0.32份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)3小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入18份有機硼氮阻燃劑6BTP和12份氫氧化鎂,繼續(xù)攪拌1.5小時;
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
本實施例中,有機硼氮阻燃劑6BTP為星型硼酸酯衍生物,名稱為1,3,5-三-{4,6-二-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-1,3,5-三嗪-2-氧代}苯,簡稱6BTP,用作膨脹型阻燃劑,具有如下的分子結(jié)構(gòu):
該有機硼氮阻燃劑6BTP通過如下步驟制備:
1)將2.58g間苯三酚和9.11gN,N-二異丙基乙胺溶解在40ml四氫呋喃溶液中(混合液1),將16.79g三聚氯氰溶解在80ml四氫呋喃溶液中,并在冰水浴中充分攪拌31min(混合液2),將混合液1逐滴加入混合液2中,在5℃攪拌3h,過濾;
2)用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去第二步濾液中的四氫呋喃,得到白色固體,以石油醚和丙酮的混合液(體積比為3:1)作為沖洗液,用色譜柱進行分離,得到中間產(chǎn)物1;
3)在三口燒瓶中加入7.5ml乙二醇和20ml甲苯(做為帶水劑)溶液,攪拌并逐漸升溫至42℃,加入7.34g硼酸,繼續(xù)升溫至88℃,攪拌47分鐘至硼酸完全溶解;待分水器內(nèi)水分不再增加,繼續(xù)反應(yīng)2.5h;減壓蒸餾除去甲苯,在70℃真空干燥,得到無色粘稠液體的中間產(chǎn)物2;
4)在氮氣保護下,稱取9.32g中間產(chǎn)物2溶于100ml四氫呋喃溶液中,然后加入4.68g氫氧化鈉;將8.29g中間產(chǎn)物1溶于80ml四氫呋喃溶液中,在50℃下,加入該溶有中間產(chǎn)物1的四氫呋喃溶液體積的一半,反應(yīng)4h,繼續(xù)滴加剩余的四氫呋喃溶液,然后升溫至100℃,持續(xù)反應(yīng)6h;
5)將第四步所得的反應(yīng)混合液抽濾,液相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干,得到粗產(chǎn)物;以二氯甲烷和乙酸乙酯的混合液(體積比為4:1)作為沖洗液,用色譜柱進行分離得到白色固體6BTP。
利用質(zhì)譜和核磁共振氫譜表征所得到的產(chǎn)物,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
MS:m/z 879.20(M+)
1H NMR(600MHz,DMSO-d6,ppm):δ4.07(t,24H),5.76(s,3H)
其中δ=4.07ppm為烷基鏈峰,δ=5.76ppm為苯環(huán)上的峰。1,3,5-三-{4,6-二-([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-1,3,5-三嗪-2-氧代}苯(6BTP)的理論分子量為879.20,結(jié)合質(zhì)譜得出,該產(chǎn)物為6BTP。
實施例4
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為6000的聚醚二元醇(PPG-6000)60份,相對分子量為3000的聚醚三元醇(PPG-3000)30份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌3小時;
第二步,使體系降溫到48℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將異佛爾酮二異氫酸酯(IPDI)40份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.6份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在70℃反應(yīng)3.5小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.35份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)3.5小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入20份有機阻燃劑6BeTP和12份氫氧化鎂,繼續(xù)攪拌4小時;第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
本實施例中6BeTP名稱為1,3,5-三-{4,6-二-[([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-乙氧基]-1,3,5-三嗪-2-氧代}苯,簡稱為6BeTP,用作膨脹型阻燃劑,是一種硼酸酯衍生物,具有如下的分子結(jié)構(gòu):
該6BeTP通過如下步驟制備:
1)將2.58g間苯三酚和9.11gN,N-二異丙基乙胺溶解在40ml四氫呋喃溶液中(混合液1),將16.79g三聚氯氰溶解在80ml四氫呋喃溶液中,并在冰水浴中充分攪拌31min(混合液2),將混合液1逐滴加入混合液2中,在5℃攪拌3h,過濾;
2)用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去第二步濾液中的四氫呋喃,得到白色固體,以石油醚和丙酮的混合液(體積比為3:1)作為沖洗液,用色譜柱進行分離,得到中間產(chǎn)物1;
3)在三口燒瓶中加入13.5ml乙二醇和30ml甲苯溶液,攪拌并逐漸升溫至42℃,加入7.34g硼酸,繼續(xù)升溫至88℃,攪拌47分鐘至硼酸完全溶解;待分水器內(nèi)水分不再增加,繼續(xù)反應(yīng)2.5h;減壓蒸餾除去甲苯,在70℃真空干燥,得到無色粘稠液體的中間產(chǎn)物2;
4)在氮氣保護下,稱取13.8g中間產(chǎn)物2溶于100ml四氫呋喃溶液中,然后加入5.28g氫氧化鈉;將8.59g中間產(chǎn)物1溶于80ml四氫呋喃溶液中,在50℃下,加入該溶有中間產(chǎn)物1的四氫呋喃溶液體積的一半,反應(yīng)4h,繼續(xù)滴加剩余的溶有中間產(chǎn)物1的四氫呋喃溶液,然后升溫至100℃,持續(xù)反應(yīng)6h;
5)將第四步所得的反應(yīng)混合液抽濾,液相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干,得到粗產(chǎn)物;以二氯甲烷和乙酸乙酯的混合液(體積比為5:1)作為沖洗液,用色譜柱進行分離得到白色固體6BeTP。
利用質(zhì)譜和核磁共振氫譜表征所得到的產(chǎn)物,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
MS:m/z 1143.40(M+)
1HNMR(600MHz,DMSO-d6,ppm):δ4.03(t,24H),4.28(t,12H),4.15(t,12H),5.76(s,3H)
其中δ=4.03ppm為硼氧環(huán)上烷基鏈的峰,δ=4.15和4.28ppm為線性烷基鏈峰。1,3,5-三-{4,6-二-[([1,3,2]二氧硼戊環(huán)-2-氧代)-乙氧基]-1,3,5-三嗪-2-氧代}苯(6BeTP)的理論分子量為1143.40,結(jié)合質(zhì)譜可以得出該產(chǎn)物為6BeTP。
實施例5
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為6000的聚醚二元醇(PPG-6000)68份,相對分子量為5000的聚醚三元醇(PPG-5000)30份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌3.5小時;
第二步,使體系降溫到48℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將甲苯二異氰酸酯(TDI)42份加入反應(yīng)釜中,加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.8份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在65℃反應(yīng)4小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.22份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)4小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入15份硼氮阻燃劑PTBO和15份氫氧化鎂的混合物,繼續(xù)攪拌2小時;
第五步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
本實施例中,PTBO名稱為3,9-二-(4,6-二-苯氧基-[1,3,5]三嗪-2-氧代)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二硼-螺[5.5]十一烷,簡稱PTBO,用作膨脹型阻燃劑,是一種季戊四醇衍生物,具有如下的分子結(jié)構(gòu):
該PTBO通過如下步驟制備:
1)在三口燒瓶中加入3.2g硼酸和6.8g季戊四醇,添加40ml甲苯做為帶水劑,攪拌回流至分水器內(nèi)水分不再增加,保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時后,蒸干帶水劑,得帶白色固體;
2)將第一步得到的白色固體用丙酮重結(jié)晶、過濾、干燥,得到中間產(chǎn)物1;
3)稱取7.5g中間產(chǎn)物1和2.4g氫氧化鈉溶于蒸餾水中,回流1小時,冷卻至室溫,按比例分批加入三聚氯氰的丙酮溶液(三聚氯氰15.5g,丙酮30ml),具體是分三次加入,每隔15min加三分之一;反應(yīng)4小時,對粗產(chǎn)物進行抽濾;以體積比為4:1的石油醚和二氯甲烷的混合液作為沖洗液,用色譜柱進行分離,得到中間產(chǎn)物2;
4)氮氣保護下,將2.8g苯酚和5ml N,N-二異丙基乙胺溶解在30ml甲苯中,緩慢加入到中間產(chǎn)物2的甲苯溶液中,攪拌1小時;逐漸升溫至80℃,攪拌反應(yīng)4小時,過濾;
利用質(zhì)譜、核磁共振表征所得到的產(chǎn)物,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
MS:m/z 714.22(M+)
1HNMR(600MHz,DMSO-d6,ppm):δ=3.78(s,8H),6.73(d,8H),7.09(t,8H),6.82(t,4H)。
其中δ=3.78ppm為烷基鏈峰,δ=6.73ppm和δ=7.09為苯環(huán)鄰位和間位峰,δ=6.82為對位峰。3,9-二-(4,6-二-苯氧基-[1,3,5]三嗪-2-氧代)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二硼-螺[5.5]十一烷(PTBO)的理論分子量為714.22,結(jié)合質(zhì)譜可以得出,該產(chǎn)物為PTBO。
實施例6
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為1500的聚醚二元醇(PPG-1500)70份,相對分子量為7000的聚醚三元醇(PPG-7000)35份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌3小時;
第二步,使體系降溫到50℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將六亞甲基二異氫酸酯(HDI)45份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.8份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在65℃反應(yīng)5小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.38份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)3.8小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入10份3BT阻燃劑、12份6BeTP和8份氫氧化鎂的混合物,繼續(xù)攪拌2小時;3BT阻燃劑見實施例1;6BeTP見實施例4。
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
實施例7
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為8000的聚醚二元醇(PPG-8000)65份,相對分子量為3000的聚醚三元醇(PPG-3000)35份加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌4.5小時;
第二步,使體系降溫到50℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將甲苯二異氰酸酯(TDI)及六亞甲基二異氫酸酯(HDI)50份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫1份,加大攪拌速度到300rpm/min,控制溫度在60℃反應(yīng)5小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.43份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)3.6小時;
第五步,以質(zhì)量份數(shù)計,向體系中加入15份BPTO硼氮阻燃劑、12份6BTP和13份氫氧化鎂,繼續(xù)攪拌3小時;BPTO硼氮阻燃劑見實施例5;6BTP見實施例3。
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
對上述實施例1-7得到的聚氨酯預(yù)聚體進行熱重分析、極限氧指數(shù)測試、垂直燃燒,力學(xué)性能測試。
熱重分析:在氮氣氛圍下,以10℃/min的升溫速率從室溫升溫到800℃,進行熱重分析。
極限氧指數(shù):按照GB/T 2406-1993,采用JF-3型氧指數(shù)測定儀測定,樣品尺寸為100mmx6mmx3mm;
垂直燃燒:按照FMVSS302進行測定,樣品尺寸為100mmx12.7mmx4mm。
拉伸性能:按照GB/T 1042-1992,采用萬能拉力試驗機測定,拉伸速率為50mm/min??瞻讓Ρ仍囼灧桨福?/p>
第一步,以質(zhì)量份數(shù)計,將相對分子量為8000的聚醚二元醇(PPG-8000)60份,相對分子量為5000的聚醚三元醇(PPG-5000)30份,加入到反應(yīng)釜中,抽真空,控制溫度在120℃,攪拌2小時;
第二步,使體系降溫到40℃,體系通氮氣保護;
第三步,以質(zhì)量份數(shù)計,將二苯基甲烷二異氫酸酯(MDI)30份加入反應(yīng)釜中,加入二月桂酸二丁基錫0.1份,加大攪拌速度,控制溫度在80℃反應(yīng)3小時;
第四步,以質(zhì)量份數(shù)計,向反應(yīng)體系中緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑0.13份,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)2小時;
第五步,向體系中加入0份阻燃劑,繼續(xù)攪拌3小時;
第六步,反應(yīng)結(jié)束,體系抽真空除去氣泡,趁熱倒出,即可得到目標產(chǎn)物。
該試驗合成的聚氨酯預(yù)聚體做熱重分析、極限氧指數(shù)測試、垂直燃燒,測定添加阻燃劑與未加入阻燃劑的聚氨酯樣品的阻燃性能。
實驗結(jié)果表明,加入?yún)f(xié)同阻燃劑的聚氨酯具有良好的阻燃性能。
測試結(jié)果見表1:
表1