Polyols polyéther spéciaux – Polyols ignifuges

Les polyols polyéthers ignifuges sont principalement utilisés pour fabriquer des produits en résine polyuréthane ignifuges. Il en existe plusieurs types, et voici quelques exemples typiques de polyols polyéthers ignifuges.

1. Polyols de polyéther contenant du phosphore et polyols de polyéther phosphore-chlore

   Les polyéther polyols contenant du phosphore sont des polyéther polyols ignifuges couramment utilisés pour les mousses rigides. Ils sont généralement fabriqués à partir de matériaux à base de phosphore tels que les esters de phosphate, le pentoxyde de phosphore, l'oxychlorure de phosphore ou l'hydroxyde de tétrachlorophosphonium. Ceux-ci réagissent avec l'éthylène glycol, la glycérine et des composés similaires comme initiateurs, puis réagissent avec l'oxyde de propylène, l'oxyde d'éthylène ou l'épichlorhydrine pour produire des polyols contenant du phosphore (et parfois du chlore).  

   Un exemple spécifique est un polyol de polyéther d'ester de phosphate synthétisé en deux étapes utilisant de l'oxychlorure de phosphore, de la glycérine et de l'oxyde de propylène (ou épichlorhydrine) en présence d'un catalyseur. Pour réduire la viscosité de ce polyéther, la glycérine peut être partiellement ou totalement remplacée par du propylène glycol ou du diéthylène glycol. La substitution de la glycérine par du sorbitol ou du pentaérythritol augmente la viscosité du produit, l'indice d'hydroxyle et améliore la stabilité thermique et la stabilité dimensionnelle des produits en polyuréthane. Un autre polyéther ignifuge contenant du phosphore peut être synthétisé en faisant réagir un mélange d'acide phosphorique et de pentoxyde de phosphore avec un mélange d'hydroxyles comme l'éthylène glycol, suivi d'une polymérisation avec de l'oxyde de propylène.

2. Polyols polyéthers halogénés  

   Dans les polyols ignifuges contenant des halogènes, la fraction massique d'halogène est généralement comprise entre 10 et 20 % et peut atteindre plus de 30 %. Généralement, des oxydes d'alcène halogénés comme le 4,4,4-trichloro-1,2-époxybutane (TCBO) ou le 4,4,4-tribromo-1,2-époxybutane sont utilisés comme monomères. Ceux-ci réagissent sous un catalyseur acide de Lewis via une polymérisation par ouverture de cycle pour produire des polyéther polyols contenant du chlore ou du brome.

3. Polyols de polyéther antimoine-chlore

   Les polyéther polyols contenant de l'antimoine, préparés à partir d'antimoine halogéné ou de trioxyde d'antimoine réagissant avec divers polyéthers halogénés ou à usage général, sont des ignifugeants réactifs de haute performance dotés d'excellentes propriétés ignifuges.

4. Polyols de polyéther phosphore-antimoine-chlore

   Une méthode de préparation consiste à ajouter du trichlorure d'antimoine à la glycérine, à agiter et à chauffer à 60 °C.70°C jusqu'à dissolution du trichlorure d'antimoine. A 70-80°C, de l'oxychlorure de phosphore est ajouté progressivement. Au fur et à mesure que la réaction progresse, la couleur du matériau s’assombrit. Après ajout de l'oxychlorure de phosphore, celui-ci est maintenu à 80-90°C pendant 1 heure, suivi d'une élimination sous vide de HCl jusqu'à ce que l'indice d'acide du matériau soit d'environ 300 mgKOH/g. De l'épichlorhydrine ou de l'oxyde de propylène est ensuite ajouté, avec contrôle de la température à 110-120°C, et le mélange est maintenu pendant 1 à 2 heures avant l'élimination sous vide des matières volatiles pour donner un polyéther ignifuge à faible acidité. Une autre méthode synthétise d'abord le polyéther contenant du phosphore, puis le fait réagir avec du trichlorure d'antimoine. Cette dernière méthode, dans laquelle le trichlorure d’antimoine est ajouté en premier, permet d’obtenir une meilleure stabilité, réactivité et qualité de mousse.  

   Grâce à la synergie du phosphore, du chlore et de l'antimoine, les matériaux polyuréthanes fabriqués à partir de ces polyéthers présentent d'excellentes performances ignifuges. Le phosphore et l'antimoine forment une couche de charbon dense à la surface pendant la combustion, empêchant toute combustion ultérieure, tandis que les polyéthers halogénés libèrent des gaz halogénés à haute température, isolant l'oxygène de l'air extérieur et améliorant le retardateur de flamme.

5. Polyéther ignifuge en mousse souple contenant de l'azote

   Développé par Jiangyin Youbang Chemical Co., Ltd., ce polyéther polyol ignifuge de type greffé introduit des unités hétérocycliques contenant de l'azote dans un polyéther à haute activité. Il ne contient pas d'halogène, de phosphore ou d'antimoine ; apparaît comme un liquide visqueux blanc laiteux ; a un diamètre moyen de particule de 0.2 μm, viscosité autour de 2000 mPa·s, et une faible acidité. Il peut être utilisé dans des formulations polyéthers avec une durée de conservation supérieure à six mois. Les produits en mousse fabriqués avec celui-ci ont un indice d'oxygène de 26 à 28, atteignant jusqu'à 30, avec une faible densité d'odeur et de fumée lors de la combustion (≤60%). Ce polyéther convient aux sièges, meubles et matériaux d'emballage ignifuges.