耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制备方法 (一)技术领域
本发明涉及一种聚氨酯合成材料的制备方法，具体是涉及一种耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制备方法。
(二)背景技术
硬质聚氨酯泡沫塑料以其优良的物理、机械性能，声学性能，电学性能和化学性能，成为现代塑料工业发展最快的品种之一，特别是运输、冷藏、建筑、绝热等部门，使用十分普遍，随着聚氨酯工业的迅速发展，制品的易燃性威胁着人们的生命财产安全引起各国政府和有关部门的高度重视，解决泡沫的燃烧性的主要途径有如下几种：
第一；使用外反应型的添加剂，即阻火剂。
第二；使用含阻火元素的有机异氰酸酯。
第三；使用反应型的阻火元素聚醚，或聚酯多元醇。
由于耐燃聚醚化学结构中活性氢参与聚氨酯的成型反应，所以其制品的耐燃性能的稳定性很好，不会随泡沫制品的使用年限的增长而下降。
耐燃聚醚的阻火作用原理因各种耐燃聚醚所具有的化学结构，随着阻火元素地不同而不同，如磷、硼等元素的聚醚，主要是使泡沫塑料在火焰下面生成一层致密的“炭化防护层”阻止火焰向内部穿透，阻止进一步燃烧，对于含卤聚醚主要是使泡沫塑料在高温条件下，首先分解出来的是卤代烃类气体，隔离外界空气的氧，达到阻火效果。
含磷聚醚的合成，多以含磷化合物为起始剂与氧化烯烃开环聚合而得，所用的磷起始剂有：磷酸、五氧化二磷、三氯氧磷、四羟甲基氯化磷等，与其复配使用的起始剂一般为多元醇类。
如，乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油等。
含磷聚醚阻火性能好，粘度低，但合成工艺较复杂，生产周期较长。
含卤聚醚一般有两种途径制备，一种是采用含氯的氧化烯烃与多元醇聚合制备含卤聚醚，如美国专利3,741,721介绍的用葡萄糖与蔗糖为基的多元醇与4，4，4，-三氯-1，2环氧丁烷反应制得的聚醚，英国专利1,092,114介绍用季戊四醇与乙二醇的混合物与4，4，4，-三氯-1，2环氧丁烷反应的加合物，它们制得的聚氨酯硬泡都具有阻燃性，但以上聚醚粘度较高，单体对设备腐蚀较大。
合成含卤聚醚的另一种途径是采用含卤化合物为起始剂与氧化烯烃单体聚合，日本专利昭57-162717中介绍了一种含卤聚醚，其中的起始剂3，5-二氨基卤代苯，单体为氧化烯烃，以这两种物质合成的聚醚为原料所制成的泡沫具有较好的阻燃性，但也存在粘度较大的问题。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种具有粘度低、活性高、工艺简单、生产成本低的含氮耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制备方法。
本发明的技术方案是：以糖醇、含氮化合物为起始剂，在碱金属氢氧化物作催化剂时，加入氧化烯烃，进行聚合反应，反应温度100～120℃，反应压力0.3～0.4MPa，制得一种聚醚；上述聚醚再与45-55％(wt)含氮化合物的水溶液进行键合反应，反应温度为100～110℃，压力0.3～0.4MPa，反应时间1～3小时，即制得含氮改性耐燃聚氨酯硬泡用聚醚；在第一步聚合反应中，起始剂与氧化烯烃的聚合反应是在一种聚醚介质中进行的，这种聚醚不仅作为固体起始剂的分散剂，而且也做为最终产品的一种成份，因而提高了聚醚的官能度，改善了泡沫的机械性能。
耐燃聚氨酯硬泡用聚醚的制备方法包括下列步骤：
基础聚醚的合成：向聚合釜中按重量比加入碱金属氢氧化物0.5～0.55％，还原糖6～8％、含氮化合物6～8％、多元糖基聚醚8.5～9.5％，提升温度到110℃后，连续加入氧化烯烃73～77％；加料完毕在120℃下，搅拌至压力0.3～0.4MPa时，脱气，制得粗聚醚；向该反应釜中加入0.8～1％的含磷化合物，0.8～1％的脱离子水，110℃下搅拌0.5小时，120℃下搅拌1小时；脱水后，加入精制剂六硅酸镁0.05％，在120℃下搅拌0.5小时，降温至100℃过滤，即得基础聚醚。
基础聚醚的氮元素键合：
取基础聚醚82～85.5％，含氮化合物水溶液14.5～18％，其中氮化合物含量为基础聚醚量的5～15％，投入到另一聚合釜中，升温至115℃，搅拌2小时，再升温至120℃，脱水，即得产品。
上述的碱金属氢氧化物包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯；还原糖包括葡萄糖、山梨醇糖、甘露醇糖；多元糖基聚醚包括蔗糖基聚醚、山梨醇基聚醚；含氮化合物包括尿素、乙二胺、一乙醇胺。
本发明优点为：产品粘度适中，活性高，生产工艺简单，生产成本低，用本产品制得的聚氨酯硬泡阻燃性能好。
(四)具体实施例
实施例一
向10L反应釜中，投入45g氢氧化钾，620g葡萄糖，620g尿素，800g蔗糖基聚醚，搅拌升温至110℃，连续加入6.4kg的环氧丙烷，此时釜内压力维持在0.32MPa，单体投入完毕，在120℃下继续搅拌至压力恒定后，脱气；然后向上述聚合釜投入82g磷酸，82g脱离子水，110℃下搅拌0.5小时，120℃下搅拌1小时，脱水后投入精制剂六硅酸镁4.5g，120℃下搅拌0.5小时，降温至100℃，过滤得基础聚醚；取上述基础聚醚5kg，50％的尿素水溶液1kg，投入另一聚合釜中，升温至115℃，搅拌2小时，升温至120℃，脱水后即得耐燃聚氨酯硬泡用聚醚。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于向聚合釜中加入550g葡萄糖，550g尿素，731g蔗糖基聚醚，6500g环氧丙烷，73.1g磷酸，73.1g脱离子水；加基础聚醚量为5038g，加45％的尿素水溶液876g；反应压力控制在0.35MPa。
实施例三
实施例三与实施例一基本相同，不同之处在于向聚合釜中加入葡萄糖657g，尿素657g，蔗糖基聚醚803g，环氧丙烷6426g，磷酸80g，脱离子水80g；加基础聚醚为4965g，加55％的尿素水溶液1022g；反应压力控制在0.38MPa。