專利名稱：含阻燃劑的聚氨酯泡沫組合物及其制備方法，阻燃組合物及由其制備的聚氨酯泡沫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于摻入到形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物中的阻燃添加劑。更具體來說，本發(fā)明涉及環(huán)狀磷酸酯和任選的其他磷酸酯，以及這些酯在聚氨酯泡沫中作為阻燃添加劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
阻燃添加劑經(jīng)常用于降低聚氨酯泡沫燃燒的風(fēng)險和嚴(yán)重性。用于此目的的多種多樣的阻燃劑是已知和可商購的。然而，往往存在著相當(dāng)多的技術(shù)難題和毒理顧慮，限制了這些阻燃劑的使用。軟質(zhì)聚氨酯泡沫在例如家具和汽車中廣泛用作減震和墊充材料。在這些泡沫中一般摻入阻燃劑。然而，鑒定能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)足夠的阻燃性、同時對聚氨酯泡沫的物理性質(zhì)沒有負(fù)面影響并且環(huán)境友好的阻燃劑，是困難的。通常用于制造阻燃聚氨酯泡沫的阻燃添加劑典型地含有鹵素化合物。然而，出于產(chǎn)品可持續(xù)性的原因，在工業(yè)中存在著傾向于使用不含鹵素的阻燃劑的動向。此外，為了在商業(yè)上可接受，取決于泡沫的應(yīng)用，阻燃聚氨酯泡沫必須通過某些阻燃性測試。盡管某些測試與其他測試相比不那么嚴(yán)苛，但希望阻燃泡沫除了較低嚴(yán)苛性測試之外還能通過更嚴(yán)苛的測試，從而可用于所有應(yīng)用。使用磷酸酯阻燃劑是已知的。例如，美國專利No，5，750，601公開了阻燃聚合組合物例如聚酯-聚氨酯泡沫，其含有無鹵素的環(huán)狀磷酸酯，即苯基和烷基取代的苯基新戊基環(huán)狀磷酸酯耐火劑。WO 2008/1181M描述了環(huán)狀磷酸酯與三聚氰胺化合物的混合物， 并將這樣的混合物作為阻燃劑用于聚氨酯泡沫。美國專利No. 6，734，239公開了樹脂，例如含有磷雜環(huán)己烷類型磷酸酯的聚氨酯泡沫，其可以與其他添加劑例如三聚氰胺一起，用作阻燃劑。不幸的是，這樣的磷酸酯具有對聚氨酯泡沫的物理性質(zhì)有負(fù)面影響的高度結(jié)晶性，或具有揮發(fā)性使得它們不適合用于其中在阻燃性測試之前對泡沫進行烤箱老化(即 California TB 117測試)的聚氨酯泡沫應(yīng)用以及揮發(fā)性有重大意義的汽車應(yīng)用中。此外， 美國專利No 6，734，239的制造磷酸酯的方法在商業(yè)上不可行。在美國專利No 6，734，239 中公開烷基酯在制造聚氨酯泡沫時，與其他已知低焦化產(chǎn)品相比，促進了更高水平的變色 (焦化)。然而，對于含有環(huán)境友好和經(jīng)濟的、并在同時能夠滿足或超過最嚴(yán)苛的阻燃性標(biāo)準(zhǔn)的阻燃劑的聚氨酯泡沫產(chǎn)品，仍存在著需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及組合物，其包含(a)形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物；以及(b)有效阻燃量的至少一種通式(I)的不含鹵素的環(huán)狀磷酸酯
權(quán)利要求
1.組合物，其包含(a)形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物；以及(b)有效阻燃量的至少一種通式(I)的不含鹵素的環(huán)狀磷酸酯
2.權(quán)利要求1的組合物，其中R1是甲基，且R2是含有3至約9個碳原子的直鏈或支鏈焼基。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中R1是乙基，且R2是含有3至約8個碳原子的直鏈或支鏈焼基。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中R1是丙基或異丙基，且R2是含有4至約7個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中R1選自丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基，且R2是含有4至約6個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中R1選自戊基、2-戊基、2-甲基丁基、異戊基和新戊基，且 R2是含有5個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7各自獨立地是氫、甲基、 異丙基或丁基。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7都是氫。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述形成聚氨酯泡沫的混合物包含含羥基組分、異氰酸酯組分和催化劑。
10.權(quán)利要求1的組合物，其還包含至少一種不同的液體阻燃劑。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中所述至少一種不同的液體阻燃劑選自烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、烷基芳基磷酸酯、烷芳基磷酸酯、芳香族二磷酸酯、低聚磷酸酯、膦酸酯及其組
12.阻燃添加劑組合物，其包含有效阻燃量的以下(a)和(b)的混合物 (a)至少一種通式(I)的不含鹵素的環(huán)狀磷酸酯
13.權(quán)利要求12的組合物，其中R1是甲基，且R2是含有3至約9個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
14.權(quán)利要求12的組合物，其中R1是乙基，且R2是含有3至約8個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
15.權(quán)利要求12的組合物，其中R1是丙基或異丙基，且R2是含有4至約7個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
16.權(quán)利要求12的組合物，其中R1選自丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基，且R2是含有4 至約6個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
17.權(quán)利要求12的組合物，其中R1選自戊基、2-戊基、2-甲基丁基、異戊基和新戊基， 且R2是含有5個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
18.權(quán)利要求12的組合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7各自獨立地是氫、甲基、異丙基或丁基。
19.權(quán)利要求12的組合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7每個都是氫。
20.權(quán)利要求12的組合物，其中所述至少一種不同的液體阻燃劑選自烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、烷基芳基磷酸酯、烷芳基磷酸酯、芳香族二磷酸酯、低聚磷酸酯、膦酸酯及其組I=I O
21.軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其包含權(quán)利要求1的組合物。
22.軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其包含權(quán)利要求7的組合物。
23.軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其包含權(quán)利要求12的組合物。
24.軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其包含權(quán)利要求18的組合物。
25.權(quán)利要求21的軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其具有小于約1.5pcf的密度，并且具有至少80% 的壓縮永久變形后恢復(fù)率。
26.權(quán)利要求23的軟質(zhì)聚氨酯泡沫，其具有小于約1.5pcf的密度，并且具有至少80% 的壓縮永久變形后恢復(fù)率。
27.制備阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫混合物的方法，所述方法包括將形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物與有效阻燃量的至少一種通式(I)的不含鹵素的環(huán)狀磷酸酯相接觸
28.權(quán)利要求27的方法，其還包括在形成所述阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫混合物之前，將至少一種不同的液體阻燃劑與所述阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫混合物的任一種或兩種組分相接觸； 和/或?qū)⒅辽僖环N不同的液體阻燃劑與形成的阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫混合物相接觸。
29.權(quán)利要求27的方法，其還包括將所述阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫混合物進行反應(yīng)以形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫。
30.通過權(quán)利要求四的方法制備的軟質(zhì)聚氨酯泡沫。
全文摘要
本文提供了一種組合物，其包含(a)形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物，以及(b)有效阻燃量的至少一種通式(I)的不含鹵素的環(huán)狀磷酸酯，其中R1和R2是相同或不同的、含有最多約10個碳原子、任選含有雜原子取代基的直鏈或支鏈烷基，前提是R1和R2不都是甲基；并且R3-R7各自獨立地是氫或者是相同或不同的、含有最多約4個碳原子、任選含有雜原子取代基的直鏈或支鏈烷基；前提是所述環(huán)狀磷酸酯是液體，或基本上可溶于至少一種不同的液體阻燃劑和/或形成軟質(zhì)聚氨酯泡沫的混合物的含羥基組分中；式(I)的環(huán)狀磷酸酯含有以任何含磷組分的總重量計至少8.5重量％的磷；并且前提是所述組合物不含三聚氰胺化合物。還提供了包含式(I)的環(huán)狀磷酸酯以及至少一種不同液體阻燃劑的阻燃添加劑組合物。此外，提供了制備阻燃聚氨酯泡沫混合物的方法。
文檔編號C08K5/527GK102307938SQ201080007181
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者杰弗里·斯托維爾, 索菲亞·達什埃夫斯基, 羅納德·皮雷利 申請人:Icl-Ip美國公司