本发明专利技术公开一种2,3‑二苯基琥珀酸聚酯多元醇的制备方法和由其制备的热水器用聚氨酯硬泡及制备方法。2,3‑二苯基琥珀酸聚酯多元醇是以2,3‑二苯基琥珀酸为起始原料，与1,3‑丙二醇反应制得；聚氨酯硬泡的原料包括质量比为100：9～15：120～160的组合聚醚、环戊烷(CP)和多异氰酸酯，组合聚醚中包含有2,3‑二苯基琥珀酸聚酯多元醇。本发明专利技术使用2,3‑二苯基琥珀酸为起始剂的新型聚酯单体，与CP和阻燃剂具有良好的相容性，所制备的聚氨酯泡沫有优异的保温性能及阻燃性能。
【技术实现步骤摘要】
一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇、低导高阻燃性能聚氨酯泡沫及其制备方法
本专利技术属于新材料领域，涉及一种聚酯多元醇和聚氨酯硬泡，具体涉及到一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇及制备方法，及聚氨酯硬泡及其制备方法。
技术介绍
HCFC-141b是一种应用广泛的非全卤代氟氯碳化合物，虽然相比全卤代的氟氯碳化合物其对臭氧层的破坏性已大大下降，但还是会对臭氧层有难以恢复的损害，因此全世界都在逐步减少其使用。根据《蒙特利尔协定》：HCFC-141b在发达国家的使用期限是到2010年为止，目前美国、日本等国已经提前限用。在发展中国家如中国的使用期限可以到2040年，中国已承诺提前到2030年。热水器聚氨酯泡沫主要用于热保温，工作温度在70～120℃，为了确保安全性能，大多热水器企业均要求热水器泡沫能达到GB/T8332-2008、HF-1和HBF阻燃要求，这无形中增加了环保型发泡剂在热水器行业中的替代难度，使得141b的替代工作在热水器行业进展缓慢。目前，各生产厂家主要使用环戊烷(CP)或HFC-245+CP的混配体系进行替代，但都各有缺点。其中，CP的气态导热系数较高，且易燃易爆，因此在能耗和阻燃性能上都难以达到现行标准；HFC-245fa气态导热低，安全性能耗，但由于价格昂贵难以在热水器行业中大量使用。因此，开发一种低导热、高阻燃性能、低成本的热水器用聚氨酯泡沫是行业中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供一种低导、高阻燃性能的CP体系的聚氨酯硬泡。本专利技术技术方案如下：本专利技术的第一个方面，首先提供一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇。一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇，结构如式Ⅰ所示：其中，n为2～8的整数；进一步地，所述的2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇，羟值为300～400mgKOH/g，官能度2。一种式Ⅰ所示2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇的制备方法，以2,3-二苯基琥珀酸为起始原料，与1,3-丙二醇反应制备得到所述2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇，反应式为：上述2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇的制备方法，步骤以下包括：1)将2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇升温至70～90℃进行混合，直至混合均匀；2)向步骤1)体系中加入对甲苯磺酸，升温至80～120℃，反应1～2h；3)将步骤2)体系压力降低至-0.1～-0.08Mpa，升温至120℃～180℃，反应2～7h，降温后出料，制得2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇。进一步地，上述制备方法中，步骤1)中，2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇摩尔比为1:1.0～2.0，优选为1:1.4；进一步地，上述制备方法中，步骤2)中，对甲苯磺酸的加入量为2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇总重量的0.4～1.0％，优选0.6％；进一步地，步骤3)中反应温度优选为160℃；反应时间优选为4h。本专利技术的第二个方面，提供一种低导、高阻燃性能的聚氨酯硬泡，所述聚氨酯硬泡的制备原料包括组合聚醚、CP和多异氰酸酯，所述的组合聚醚与CP、多异氰酸酯的质量比为100：9～15：120～160。所述的组合聚醚，包含前述2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇；进一步地，所述的组合聚醚重量份组成为：多元醇组合物60～80份，阻燃剂10～30，表面活性剂1～4份，复合催化剂0.8～3份，水1～3份；所述的多元醇组合物，重量份组成为2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇10～40份，蔗糖和甘油聚醚多元醇5～25份，邻甲苯二胺聚醚多元醇10～35份，甘油聚醚多元醇5～18份；优选重量份组成为2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇15～35份，蔗糖和甘油聚醚多元醇5～18份，邻甲苯二胺聚醚多元醇15～30份，甘油聚醚多元醇5～15份；优选地，所述的蔗糖和甘油聚醚多元醇，是由蔗糖和甘油为起始原料，与环氧丙烷经加成反应制得的，羟值为380～440mgKOH/g，官能度5.0～6.0；优选地，所述的邻甲苯二胺聚醚多元醇，是由邻甲苯二胺为起始原料，与环氧丙烷经加成反应制得的，羟值为380～460mgKOH/g，官能度3.6～4.4；优选地，所述的甘油聚醚多元醇，是由甘油为起始原料，与环氧丙烷经加成反应制得的，羟值为180～240mgKOH/g，官能度2.0～2.7；优选地，所述的阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂，更优选地，所述阻燃剂为磷酸三乙酯(TEP)和磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)中的至少一种；优选地，所述的表面活性剂为硅类表面活性剂，更优选有机硅表面活性剂，最优选硅油AK8805、硅油L6863、硅油B84813和硅油B8546中的至少一种；优选地，所述的复合催化剂包括发泡催化剂、凝胶催化剂和三聚催化剂，其中，发泡催化剂与凝胶催化剂、三聚催化剂的质量比优选为1:2～8:1～4；优选地，所述的发泡催化剂为五甲基二乙烯三胺、四甲基己二胺和双-二甲基胺基乙基醚中一种或多种任意比例的混合物；优选地，所述的凝胶催化剂为二甲基苄胺、二甲基环己胺和三乙烯二胺中的一种或多种任意比例的混合物；优选地，所述的三聚催化剂为六氢化三嗪或醋酸钾中的至少一种。进一步地，所述的多异氰酸酯为聚合MDI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)，优选NCO含量为30～32％的聚合MDI，最优选为万华PM-200、PM-2010和PM-400中的一种或多种。本专利技术所述的低导、高阻燃性CP体系聚氨酯硬泡，密度为30～40kg/m3。所述低导、高阻燃性CP体系聚氨酯硬泡的制备方法，步骤包括：1)按配比称取各原料，将多元醇组合物、阻燃剂、表面活性剂、复合催化剂和水混合均匀，并冷却至10～20℃，得组合聚醚；2)将发泡剂冷却至10℃以下，加入步骤1)制得的组合聚醚中，混合均匀；3)将步骤2)混合物与多异氰酸酯混合，经高压发泡，制得所述聚氨酯硬泡。步骤3)中所述高压发泡过程，条件为：料温17～21℃，压力100～150bar(表压)。本专利技术的低导、高阻燃性CP体系聚氨酯硬泡，主要应用于保温材料制备领域，如热水器保温材料。现有技术中，由于CP气体导热系数高，并且易燃易爆，因此普通CP体系保温材料用聚氨酯泡沫难以到达现行的高能耗标准以及阻燃标准。聚酯在导热性和阻燃性能上都优于聚醚，但由于聚酯和CP相容性极差，使得聚酯的使用受到了限制。2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇特有的双苯环对称结构，大幅的提高了和CP的相容性。特殊的双苯环结构不易发生链的震动，因此有效的阻止了热量的传播，从而降低导热。聚酯的官能度较低，会大大影响聚氨酯泡沫的强度，该聚酯具有环状结构，能够有效的提升自身强度，和磷脂类阻燃剂合理搭配可以有效提升泡沫阻燃性能。本专利技术技术方案有益效果为：1)本专利技术通过使用2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇、优化配方等方法，大幅度提高了CP对组合料的相容性，提升了聚酯的适用性。...
【技术保护点】
1.一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇，结构如下式所示：/n
【技术特征摘要】
1.一种2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇，结构如下式所示：
其中，n为2～8的整数。
2.权利要求1所述的2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇的制备方法，其特征在于：以2,3-二苯基琥珀酸为起始原料，与1,3-丙二醇反应制备得到，反应式为：
优选地，所述的2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇羟值为300～400mgKOH/g；
优选地，2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇的摩尔比为1:1.0～2.0。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤以下包括：
1)将2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇混合均匀；
2)向步骤1)体系中加入催化剂，升温反应；
3)将步骤2)体系降压，升温反应，降温后出料，制得2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
步骤1)中，2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇按照摩尔比1:1.0～2.0，优选1:1.4的比例升温至70～90℃进行混合；
步骤2)中，所述催化剂为对甲苯磺酸，加入量为2,3-二苯基琥珀酸与1,3-丙二醇总重量的0.4～1.0％，升温至80～120℃，反应1～2h；
步骤3)中，降压至-0.1～-0.08MPa；升温至120℃～180℃，反应2～7h。
5.一种聚氨酯硬泡，其特征在于：所述聚氨酯硬泡的制备原料包括组合聚醚、发泡剂和多异氰酸酯，所述的组合聚醚、发泡剂、多异氰酸酯的质量比为100：9～15：120～160；
所述的组合聚醚包含2,3-二苯基琥珀酸聚酯多元醇。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯硬泡，其特征在于：所述的组合聚醚的重量份组成为：多元醇组合物60～80份，阻燃剂10～30份，表面活性剂1～4份，复合催化剂0.8～3份，水1～3份；
所述的发泡剂为环戊烷；
所述的多异氰酸酯为聚合MDI，优选NCO含量为30～32％的聚合MDI，更优选为万华PM-200、PM-2010和PM-400中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯硬泡，其特征在于：所述的多元醇组合物，重...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文靖，王诗文，钟仁升，陈海峰，叶俊，朱霞林，
申请(专利权)人：万华化学宁波容威聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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