基于環(huán)三磷腈磷氮阻燃劑的合成及其在聚氨酯泡沫的應(yīng)用

李夢(mèng)迪，王波，王哲慧，張曄，楊榮，李錦春

（常州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院常州大學(xué)材料科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，江蘇省環(huán)境友好高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常州213164）

引 言

1973年，Otto Bayer通過多元醇和二異氰酸酯的聚合反應(yīng)首次合成了聚氨酯，并發(fā)現(xiàn)了它獨(dú)特的性能。從那時(shí)起，聚氨酯在建筑、家具、熱電絕緣、隔音、包裝、汽車、航空航天應(yīng)用等領(lǐng)域取得了巨大成功。聚氨酯在2015 年擁有約540 億美元的巨大市場(chǎng)，預(yù)計(jì)將以約7%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，其中約有一半的硬質(zhì)聚氨酯市場(chǎng)被應(yīng)用于建筑、室內(nèi)和家具等。目前，聚氨酯市場(chǎng)開始廣泛研究生物基多元醇作為原材料，以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，減少石油資源的消耗。已有學(xué)者使用大豆油[1-2]、蓖麻油[3]、菜籽油[4-5]、腰果酚[6]、棕櫚油[7]、二聚酸[8]、蘋果酸[9]等可再生資源開發(fā)出生物基多元醇。

聚氨酯泡沫為易燃材料，脂肪鏈中氧、碳和氫的含量高，即使在小火焰下也容易點(diǎn)燃[10-11]。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)聚氨酯泡沫的阻燃改性是必要的。聚氨酯用阻燃劑在早期以鹵素化合物為主，但是其在燃燒時(shí)釋放鹵化氫氣體，煙氣毒性大，環(huán)境不友好。近年來(lái)，無(wú)鹵阻燃聚氨酯泡沫成為研究熱點(diǎn)。磷氮系阻燃劑由于阻燃效果好，煙氣毒性低，添加量少等優(yōu)點(diǎn)，受到了研究者的關(guān)注。其中，磷腈類化合物由P—N 共軛骨架構(gòu)成，具有良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性[12-13]。六氯環(huán)三磷腈作為一種高效精細(xì)阻燃劑中間體，結(jié)構(gòu)上有反應(yīng)活性較高的P—Cl 鍵，可以和醇、酚、胺等發(fā)生親核取代反應(yīng)，進(jìn)一步引入其他阻燃組分或協(xié)同阻燃元素，提高其阻燃效率[14-22]。……