柔性聚氨酯泡沫体制品的制备方法技术

具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体制品包含异氰酸酯和包含可与异氰酸酯反应的多元醇的异氰酸酯反应性组分的反应产物。使所述异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在发泡剂和磷杂环戊烯氧化物存在下反应。柔性聚氨酯泡沫体制品的制备方法，包括以下步骤：使所述异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在发泡剂和有效量的磷杂环戊烯氧化物存在下反应而形成阻燃的柔性聚氨酯泡沫体制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性聚氨酯泡沬体制品的制备方法 公开领域 本专利技术总体上涉及和阻燃性柔性聚氨酯泡沫 体制品。 专利技术背景 聚氨酯泡沫体显示宽范围的劲度、硬度和密度。一种类型的聚氨酯泡沫体即柔性 聚氨酯泡沫体特别可用于为家具制品提供缓冲、支撑和舒适。例如，柔性聚氨酯泡沫体通常 结合到家具舒适制品，例如减震垫、垫料、床垫、帽垫和枕头，以及家具支撑制品，例如沙发、 双人沙发和椅子中。 柔性聚氨酯泡沫体通常是可燃的，特别是当经历重复压缩和弯曲时，但是可以经 配制抵抗小明火点火源。重复的压缩和弯曲通常危害柔性聚氨酯泡沫体的多孔结构。这种 现象一般称为挠曲疲劳。因为柔性聚氨酯泡沫体反复受到压缩和弯曲，因而，当用于家具舒 适和支撑制品时，随着时间而遭受挠曲疲劳，美国联邦和州法规目前规定了柔性聚氨酯泡 沫体的可燃性极限。一种这样的联邦法规49C. F. R. § 571. 302-标准号302规定了试验车 辆例如小客车、多用途客车、卡车和公共汽车中的内部材料，例如柔性聚氨酯泡沫体的燃烧 性的要求、试验程序和设备。一种这样的州法规，加州技术公告117,规定了试验装填家具中 回弹性填充材料例如柔性聚氨酯泡沫体的阻燃性的要求、试验程序和设备。 制备具有阻燃性和挠性的柔性聚氨酯泡沫体的各种方法是本领域已知的。具有阻 燃性的许多现有的柔性聚氨酯泡沫体依靠常规阻燃添加剂的归入。例如，可以包括阻燃添 加剂，包括矿物质，例如三水合铝；盐，例如羟甲基磷翁盐；磷化合物；磷酸化酯；和齒代烃 或其它卤化化合物，例如包括溴和/或氯的那些。然而，存在与常规阻燃添加剂归入柔性聚 氨酯泡沫体相联系的缺点。更具体地说，常规阻燃添加剂是昂贵的，可以使柔性聚氨酯泡沫 体的制备/形成复杂，并且可能负面影响用其形成的柔性聚氨酯泡沫体的物理性能。 公开内容综述和优点 本专利技术阻燃。所述方法包括以下步骤：使异氰 酸酯和包含可与异氰酸酯反应的多元醇的异氰酸酯反应性组分在发泡剂和有效量的磷杂 环戊烯氧化物存在下反应而形成柔性聚氨酯泡沫体制品。 本专利技术公开内容还提供具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体制品。所述柔性聚氨酯泡 沫体制品包含异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在发泡剂和磷杂环戊烯氧化物存在下反应 的反应产物。所述柔性聚氨酯泡沫体制品满足以下对于阻燃性的两个要求中的至少一个： (1)所述柔性聚氨酯泡沫体制品当根据49C. F. R. § 571. 302,标准号302测量时具 有小于4英寸/分钟的平均抗烧蚀性；和 (2)在每种情况下，在220 T (104°C )下熟化24小时前后，当根据加州技术公告 117第A节第1部分测量时，所述柔性聚氨酯泡沫体制品具有 小于或等于6英寸的平均烧焦长度，和 小于或等于8英寸的最大烧焦长度，和 小于或等于5秒的平均续燃时间，和 小于或等于10秒的最大续燃时间，和 小于或等于15秒的平均余辉时间。 本公开内容的柔性聚氨酯泡沫体制品显示优异的阻燃性和与制备相联系的降低 的材料和加工成本。此外，本公开内容的柔性聚氨酯泡沫体制品显示优异的舒适和支撑性 能。 公开内容的详细描述 本公开内容包括阻燃和阻燃的柔性聚氨酯泡 沫体制品。所述柔性聚氨酯泡沫体制品包含异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分在发泡剂和磷 杂环戊烯氧化物存在下的反应产物。所述柔性聚氨酯泡沫体尤其适于在家具制品如减震 垫、垫料、床垫中提供缓冲、支撑和舒适性。然而，不言而喻的是，本公开内容的柔性聚氨酯 泡沫体制品可以具有超出家具制品的应用，如用于车辆的噪音、振动和颤动（NVH)降低用 制品。 本公开内容描述了包含异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分的聚氨酯体系。通常，以 两种或更多种离散的组分，例如异氰酸酯和异氰酸酯反应性（或树脂）组分，即作为下文描 述的二组分（或2K)体系提供所述体系。不言而喻，本文所使用的术语异氰酸酯和树脂组 分仅仅是为了建立所述体系的各组分的布局基点，并建立重量份基础。因而，不应该理解 为将本专利技术限制到仅2K体系。例如，所述体系的各组分都可以保持彼此不同。 本文所使用的术语柔性聚氨酯泡沫体表示一类柔性聚氨酯泡沫体，并代表与硬 质聚氨酯泡沫体相反。柔性聚氨酯泡沫体通常是多孔的，具有开孔，而硬质聚氨酯泡沫体 通常是非多孔的，具有闭孔并且没有橡胶状特性。特别地，柔性聚氨酯泡沫体是挠性有孔产 品，其根据ASTM D3574-03的定义，在200mmX25mmX25mm的试样在18-29°c的温度以5秒 内1圈的均匀速率围绕25mm直径的心轴弯曲时不会破裂。 此外，多元醇的选择影响柔性聚氨酯泡沫体的劲度。柔性聚氨酯泡沫体典型地由 重均分子量为约1，〇〇〇-约10, 〇〇〇g/mol和羟基值为约10-约200mg KOH/g的多元醇制造。 相对照而言，硬质聚氨酯泡沫体典型地由重均分子量为约250-约700g/mol和轻基值为约 300-约700mgK0H/g的多元醇制造。另外，与硬质聚氨酯泡沫体相比，柔性聚氨酯泡沫体 通常包含更多的氨基甲酸酯连接基，而与柔性聚氨酯泡沫体相比，硬质聚氨酯泡沫体可包 含更多的异氰脲酸酯连接基。此外，柔性聚氨酯泡沫体典型地由低官能度（f)引发剂，即， f〈4,如二丙二醇（f = 2)或甘油（f = 3)制造。比较而言，硬质聚氨酯泡沫体典型地由具 有高官能度引发剂的多元醇，即，f彡4,如曼尼希碱（f = 4)，甲苯二胺（f = 4)、山梨糖醇 (f = 6)、或蔗糖（f = 8)制造。此外，如本领域已知的那样，柔性聚氨酯泡沫体典型地由基 于甘油的聚醚多元醇制造，而硬质聚氨酯泡沫体典型地由产生三维交联的有孔结构的多官 能多元醇制造，从而提高硬质聚氨酯泡沫体的劲度。最后，虽然柔性聚氨酯泡沫体和硬质聚 氨酯泡沫体都包括多孔结构，但与硬质聚氨酯泡沫体相比，柔性聚氨酯泡沫体典型地包含 更多的开孔壁，这在施加力时允许空气穿过柔性聚氨酯泡沫体。因此，柔性聚氨酯泡沫体典 型地在压缩后恢复形状。相对照而言，硬质聚氨酯泡沫体典型地包括更多的闭孔壁，这在施 加力时限制了空气流过硬质聚氨酯泡沫体。因此，柔性聚氨酯泡沫体典型地可用于缓冲和 支撑应用，例如家具用舒适和支撑制品，而硬质聚氨酯泡沫体典型地可用于需要热绝缘的 应用，例如电器和建筑面板。 如上所述，本公开内容的柔性聚氨酯泡沫体制品包含异氰酸酯和异氰酸酯反应性 组分的反应产物。不言而喻，一种或多种异氰酸酯可以与异氰酸酯反应性组分反应而形成 柔性聚氨酯泡沫体制品。还不言而喻的是，所述异氰酸酯不限于任何特定异氰酸酯类，例如 异氰酸酯可以包括单体异氰酸酯、聚合物异氰酸酯和它们的混合物。另外，异氰酸酯可以 包括预聚物，例如与过量异氰酸酯反应的多元醇。典型地，异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯 (TDI)，例如 2, 4' -TDI 和 2, 6' -TDI。 如上所述，本公开内容的柔性聚氨酯泡沫体制品包含异氰酸酯和异氰酸酯反应性 组分的反应产物。异氰酸酯反应性组分包括可与异氰酸酯反应的多元醇。不言而喻，异氰 酸酯反应性组分可以包括一种或多种多元醇。典型地，异氰酸酯反应性组分包括多元醇的 组合。多元醇包括一个或多个0H官能团，典型地，至少两个0H官能团。多元醇典型地包括 常规多元醇，例如聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。其它适合的多元醇包括，但不限于，生物 多元醇，本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体制品的方法，所述方法包括以下步骤：使异氰酸酯和包含多元醇的异氰酸酯反应性组分在发泡剂和有效量的磷杂环戊烯氧化物存在下反应而形成所述柔性聚氨酯泡沫体制品，其中所述柔性聚氨酯泡沫体制品满足以下对于阻燃性的两个要求中的至少一个：(1)当根据49C.F.R.§571.302,标准号302测量时小于4英寸/分钟的平均抗烧蚀性；和(2)当根据加州技术公告117第A节第1部分在220℉(104℃)下熟化24小时前后测量时的以下每种情况小于或等于6英寸的平均烧焦长度，和小于或等于8英寸的最大烧焦长度，和小于或等于5秒的平均续燃时间，和小于或等于10秒的最大续燃时间，和小于或等于15秒的平均余辉时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.06 US 61/607,391;2012.07.24 US 61/675,0911. 制备具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体制品的方法，所述方法包括以下步骤：使异氰 酸酯和包含多元醇的异氰酸酯反应性组分在发泡剂和有效量的磷杂环戊烯氧化物存在下 反应而形成所述柔性聚氨酯泡沫体制品， 其中所述柔性聚氨酯泡沫体制品满足以下对于阻燃性的两个要求中的至少一个： (1) 当根据49C. F. R. § 571. 302,标准号302测量时小于4英寸/分钟的平均抗烧蚀 性；和 (2) 当根据加州技术公告117第A节第1部分在220 T (104°C )下熟化24小时前后 测量时的以下每种情况 小于或等于6英寸的平均烧焦长度，和 小于或等于8英寸的最大烧焦长度，和 小于或等于5秒的平均续燃时间，和 小于或等于10秒的最大续燃时间，和 小于或等于15秒的平均余辉时间。2. 根据权利要求1的方法，其中所述磷杂环戊烯氧化物按0. 05-6. 0重量份的量存在， 基于100重量份存在于所述异氰酸酯反应性组分中的总多元醇。3. 根据权利要求1或2的方法，其中所述异氰酸酯和/或异氰酸酯反应性组分还包含 小于13重量份的量的无卤素阻燃剂，基于100重量份存在于所述异氰酸酯反应性组分中的 总多元醇。4. 根据前述任一项权利要求的方法，其中所述磷杂环戊烯氧化物包括3-甲基-1-苯 基-2-磷杂环戊烯氧化物。5. 根据权利要求4的方法，还包含磷酸三乙酯，其中所述3-甲基-1-苯基-2-磷杂环 戊烯氧化物和磷酸三乙酯按1:1-1:10的重量比存在。6. 根据前述任一项权利要求的方法，其中所述多元醇包含分别按1:2-6:1的重量 比存在的接枝多无醇和聚醚多元醇，所述接枝多无醇包括共聚的苯乙烯和丙烯腈并具有 20-100mg KOH/g的羟值，所述聚醚多元醇是伯羟基封端的并具有20-100mg KOH/g的羟值。7. 根据前述任一项权利要求的方法，其中所述多元醇包含具有20-100mg KOH/g的羟 值的聚醚三醇。8. 根据前述任一项权利要求的方法，其中所述异氰酸酯包含甲苯二异氰酸酯和其中所 述多元醇和异氰酸酯按约90-约120的异氰酸酯指数反应。9. 根据权利要求1或2的方法，其中所述异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分基本上不含 常规阻燃添加剂。10. 具有阻燃性的柔性聚氨酯泡沫体制品，包含以下物质在发泡剂和磷杂环戊烯氧化 物存在下反应的反应产物： 异氰酸酯；和 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·乌西克，R·库玛，C·J·米兰托尼，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE