基于環三磷腈磷氮阻燃劑的合成及其在聚氨酯泡沫的應用

李夢迪，王波，王哲慧，張曄，楊榮，李錦春

（常州大學材料科學與工程學院常州大學材料科學與工程國家級實驗教學示范中心，江蘇省環境友好高分子材料重點實驗室，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首次合成了聚氨酯，并發現了它獨特的性能。從那時起，聚氨酯在建筑、家具、熱電絕緣、隔音、包裝、汽車、航空航天應用等領域取得了巨大成功。聚氨酯在2015 年擁有約540 億美元的巨大市場，預計將以約7%的速度持續增長，其中約有一半的硬質聚氨酯市場被應用于建筑、室內和家具等。目前，聚氨酯市場開始廣泛研究生物基多元醇作為原材料，以促進可持續發展，減少石油資源的消耗。已有學者使用大豆油[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燃[10-11]。因此，在實際應用中，對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，但是其在燃燒時釋放鹵化氫氣體，煙氣毒性大，環境不友好。近年來，無鹵阻燃聚氨酯泡沫成為研究熱點。磷氮系阻燃劑由于阻燃效果好，煙氣毒性低，添加量少等優點，受到了研究者的關注。其中，磷腈類化合物由P—N 共軛骨架構成，具有良好的熱穩定性和阻燃性[12-13]。六氯環三磷腈作為一種高效精細阻燃劑中間體，結構上有反應活性較高的P—Cl 鍵，可以和醇、酚、胺等發生親核取代反應，進一步引入其他阻燃組分或協同阻燃元素，提高其阻燃效率[14-22]。……