專利名稱：接枝蓖麻油多元醇聚合物的合成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到接枝蓖麻油多元醇聚合物的合成方法。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的聚醚多元醇的生產(chǎn)主要用石油的下游產(chǎn)品環(huán)氧丙烷、甘油等，資源緊張且成本高。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外部分公司充分利用一些低廉的植物油如大豆油、棕櫚油為原料，開發(fā)一系列植物油多元醇(如蓖麻油多元醇)來(lái)替代常規(guī)聚醚多元醇。在未來(lái)的10--15年，植物油基多元醇可替代石油提煉的各種組分材料，用于制造聚氨酯泡沫、彈性體、涂料、膠粘劑以及密封劑等。
隨著環(huán)保法規(guī)的不斷完善，人們對(duì)材料的阻燃性能的要求也越來(lái)越高，使用添加型阻燃劑是最常用的方法。但在阻燃性能要求很高的領(lǐng)域中，添加型阻燃劑很難達(dá)到使用要求，這是因?yàn)樘砑有妥枞紕┐嬖谝走w移、不能持久保持阻燃效果和破壞泡沫物理性能等缺點(diǎn)。阻燃聚合物多元醇的出現(xiàn)就能完美地解決上述問題。目前，合成聚合物多元醇所采用的體系一般是聚醚多元醇，沒有采用蓖麻油多元醇作為反應(yīng)體系的。合成的單體通常是丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺及其衍生物等。但反應(yīng)后體系內(nèi)殘留的丙烯腈單體劇毒，且丙烯腈本身不如N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)具有阻燃特性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種接枝蓖麻油多元醇的方法。本發(fā)明采用苯乙烯和N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)為聚合單體，與蓖麻油多元醇中的雙鍵發(fā)生接枝聚合反應(yīng)，合成了接枝蓖麻油多元醇聚合物。體系內(nèi)不含有殘留的劇毒丙稀腈單體并免除了用聚醚多元醇時(shí)為了往體系里引入可反應(yīng)雙鍵而合成大分子單體的步驟，使工藝更加簡(jiǎn)單。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種接枝蓖麻油多元醇的合成方法，其特征在于，將市售的蓖麻油多元醇在真空下脫水1小時(shí)，充入惰性氣體保護(hù)，需要時(shí)可加入降粘劑和分散劑，通冷凝水后，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，邊攪拌邊分別逐滴加入苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺以及鏈轉(zhuǎn)移劑，滴料溫度為50℃-120℃，滴料反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)；滴料完成后，在50℃-120℃下，繼續(xù)反應(yīng)10-150分鐘，脫除未反應(yīng)單體或降粘劑后得到合成產(chǎn)物接枝蓖麻油多元醇。
其中，苯乙烯/氮苯基馬來(lái)酰亞胺的單體投料比為100-20wt％，苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺的總投料量占反應(yīng)體系總量的1-70wt％，鏈轉(zhuǎn)移劑為烷基硫醇或異丙醇，其用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0-40wt％，引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0.05-5wt％。
降粘劑為乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚或乙酸乙酯，其用量占反應(yīng)體系總量的0-30wt％，分散劑為市售的OP系列或吐溫系列，用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0-35wt％。
本發(fā)明中，苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺在以蓖麻油多元醇為介質(zhì)的體系中發(fā)生共聚合，并利用蓖麻油多元醇上的雙鍵使部分單體或其共聚產(chǎn)物與蓖麻油多元醇發(fā)生接枝聚合，生成接枝蓖麻油多元醇聚合物。整個(gè)體系為接枝蓖麻油多元醇、未接枝蓖麻油多元醇、苯乙烯均聚物、苯乙烯與氮苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物及少量氮苯基馬來(lái)酰亞胺均聚物共同存在的一個(gè)穩(wěn)定的分散體系。其反應(yīng)機(jī)理如下 合成產(chǎn)物的分子量為1000-35000。
合成產(chǎn)物可用于與異氰酸酯反應(yīng)合成聚氨酯材料以提高聚氨酯材料的力學(xué)性能、耐溶劑性及熱學(xué)性能。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用了價(jià)格較低的蓖麻油多元醇為原料，可以作為聚氨酯材料的原料，賦予合成的聚氨酯材料一定的阻燃特性以及力學(xué)性能。
2、體系中沒有引入腈基、鹵族元素，而是引入了N-苯基馬來(lái)酰亞胺作為阻燃單體，利用苯乙烯和N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)的共聚反應(yīng)以及與蓖麻油多元醇的原位聚合反應(yīng)，合成了一種新型的接枝蓖麻油多元醇，燃燒時(shí)不會(huì)放出有害氣體，對(duì)環(huán)境更友好。
3、省去了合成大分子單體的工藝步驟下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述實(shí)施例一將190克羥值為165的蓖麻油多元醇投入裝有溫度計(jì)和機(jī)械攪拌的四口燒瓶中，在105℃左右脫水1小時(shí)。將四口燒瓶通氬氣保護(hù)并接冷凝回流管，控溫至80℃后，將13.83克乙二醇二甲醚(降粘劑)和4.2克異丙醇投入到四口燒瓶中，然后在高速攪拌下，開始同時(shí)往體系內(nèi)滴加溶有1.26克AIBN(乙醇重結(jié)晶精致過)的苯乙烯63克，和15克氮-苯基馬來(lái)酰亞胺，滴加時(shí)間控制在140分鐘左右，滴加完畢后體系升溫至90℃左右繼續(xù)反應(yīng)25分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃附近減壓脫除降粘劑乙二醇二甲醚和未反應(yīng)單體，得到固含量為30％的粘度較小、顆粒較粗的乳黃色的分散液，即為合成產(chǎn)物接枝蓖麻油多元醇。
用此合成產(chǎn)物制得的聚氨酯泡沫的氧指數(shù)為23。彈性體的硬度為60A實(shí)施例二將190克羥值為165的蓖麻油多元醇和0.9克OP-40(分散劑)投入裝有溫度計(jì)和機(jī)械攪拌的四口燒瓶中，在105℃左右脫水1小時(shí)。將四口燒瓶通氬氣保護(hù)并接冷凝回流管，控溫至98℃后，在高速攪拌下開始同時(shí)往體系內(nèi)滴加溶有1.8克AIBN和1.8克十二烷基硫醇的苯乙烯75克，和15克氮-苯基馬來(lái)酰亞胺，滴加時(shí)間控制在180分鐘左右，滴加完畢后體系升溫至115℃左右繼續(xù)反應(yīng)60分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃附近減壓脫除未反應(yīng)單體，即可得到固含量為31.6％的粘度較大、顆粒較細(xì)的乳黃色的分散液，即為合成產(chǎn)物接枝蓖麻油多元醇。
用此合成產(chǎn)物制得的聚氨酯泡沫的氧指數(shù)為23.5。彈性體的硬度為65A。
權(quán)利要求
1.一種接枝蓖麻油多元醇的合成方法，其特征在于，將市售的蓖麻油多元醇在真空下脫水1小時(shí)，充入惰性氣體保護(hù)，通冷凝水后，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，邊攪拌邊分別逐滴加入苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺以及鏈轉(zhuǎn)移劑，滴料溫度為50℃-120℃，滴料反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)；滴料完成后，在50℃-120℃下，繼續(xù)反應(yīng)10-150分鐘，脫除未反應(yīng)單體或降粘劑后得到合成產(chǎn)物接枝蓖麻油多元醇。其中，苯乙烯/氮苯基馬來(lái)酰亞胺的單體投料比為100-20wt％，苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺的總投料量占反應(yīng)體系總量的1-70wt％，鏈轉(zhuǎn)移劑為烷基硫醇或異丙醇，其用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0-40wt％，引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0.05-5wt％。
2.如權(quán)利要求1所述的接枝蓖麻油多元醇的合成方法，其特征在于，在充入惰性氣體后，加入降粘劑和分散劑；其中，降粘劑為乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚或乙酸乙酯，其用量占反應(yīng)體系總量的0-30wt％，分散劑為市售的OP系列或吐溫系列，其用量為苯乙烯和氮苯基馬來(lái)酰亞胺單體總用量的0-35wt％。
全文摘要
本發(fā)明涉及到接枝蓖麻油多元醇聚合物的合成方法。采用苯乙烯和N－苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)為聚合單體，與蓖麻油多元醇中的雙鍵發(fā)生接枝聚合反應(yīng)，合成了接枝蓖麻油多元醇聚合物。本發(fā)明采用了價(jià)格較低的蓖麻油多元醇為原料，可以作為聚氨酯材料的原料，賦予合成的聚氨酯材料一定的阻燃特性以及力學(xué)性能；體系內(nèi)不含有殘留的劇毒丙烯腈單體并免除了用聚醚多元醇時(shí)為了往體系里引入可反應(yīng)雙鍵而合成大分子單體的步驟，使工藝更加簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C08F2/38GK101062968SQ200710040538
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者徐強(qiáng), 朱宏 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)