包含阻燃聚氨酯的软质泡沫制造技术

公开了包含阻燃聚氨酯的软质聚氨酯泡沫，所述阻燃聚氨酯包含式

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含阻燃聚氨酯的软质泡沫、其生产方法及其用途
[0001]本专利技术涉及具有高抗老化性的包含阻燃聚氨酯的软质泡沫
、
其生产方法及其用途，例如用于制造模制体
。
[0002]聚氨酯泡沫是用于许多领域的塑料，例如家具
、
床垫
、
运输
、
建筑和技术绝缘
(technical insulation)
应用
。
为了符合严格的防火要求，例如汽车
、
铁路车辆或飞机的内部装修所用
(
除其他以外
)
的材料或用于建筑物隔热的材料的要求，通常必须提供具有阻燃剂的聚氨酯泡沫
。
为此目的，多种阻燃剂是已知的并且可商购获得
。
然而，它们的使用常常受到相当大的技术使用问题和
/
或毒理学问题的抑制
。
[0003]例如，当使用固体阻燃剂
(
例如三聚氰胺
、
聚磷酸铵和硫酸铵
)
时，计量技术会出现问题，并且通常需要对发泡设备进行改造，即设计和修改方面的复杂变化
。
许多使用的液体阻燃剂，例如磷酸三
(2
‑
氯乙基
)
酯和磷酸三
(2
‑
氯异丙基
)
酯，其特征在于具有明显的迁移趋势，鉴于与可冷凝物
(condensable)
排放
(
雾化
)
>相关的要求，这限制了它们在用于汽车内部装修的开孔软质聚氨酯泡沫体系中的可用性
。
[0004]由于环境毒理学以及由于火灾时在烟雾密度和烟雾毒性方面的得到改善的辅助性能，无卤阻燃体系也是优选的
。
由于性能相关的原因，无卤阻燃剂也受到特别关注
。
例如，当使用卤化阻燃剂时，在用于聚氨酯泡沫的火焰胶合
(Flame
‑
lamination)
的设备部件上观察到严重的腐蚀
。
这可归因于含卤素聚氨酯泡沫的火焰胶合过程中产生的氢卤酸
(hydrohalic acid)
排放
。
[0005]火焰胶合是用于粘合纺织品和泡沫的工艺
(
其通过使用火焰熔化泡沫片的一侧，然后立即将纺织品网压在其上来进行
)
的术语
。
[0006]由于人们越来越关注气体排放
(
挥发性有机化合物＝
VOC)
，因此对抗迁移阻燃剂的要求也随之增加
。
[0007]具有高抗迁移性的材料是含羟基的低聚磷酸酯
(DE
‑
A 43 42 972)
和羟烷基膦酸酯
(DE
‑
A 199 27 548)。
[0008]从现有技术已知氧化膦化合物表现出阻燃性，但与聚合物体系的相容性低，因此在此类应用中在技术上不可行
。
[0009]G.Borisov
等人在
Phosphorus and Sulfur,1984,Vol.21,pp.59
‑
65
中公开了三
‑
(
氯甲基
)
‑
和双
‑
(
氯甲基
)
甲基氧化膦与邻二醇之间的反应
。
产物是线性的或环状的
。
作为线性产物，公开了双
(
乙二醇
)
甲基氧化膦和双
(
丙二醇
)
甲基氧化膦
。
这些化合物由沸点
、
熔点和折射率表征
。
没有公开不同氧化膦的混合物以及这些化合物的应用
。
[0010]US3,445,405
公开了阻燃聚氨酯组合物，其通过在涉及多异氰酸酯和聚醚聚合物的反应中使用至少一种环氧烷和三
(
羟甲基
)
氧化膦的缩合产物来制备
。
在该文献中，公开了三官能化氧化膦作为聚氨酯的阻燃剂
。
[0011]US5,985,965A
公开了阻燃聚氨酯
。
它们含有携带羟基烷氧基的低聚磷酸酯的混合物
。
本文没有提及氧化膦
。
[0012]从
CN105801833A1
已知反应性无卤阻燃聚醚多元醇
。
这些由三羟甲基氧化磷通过与环氧丙烷
/
环氧乙烷的加成反应制得
。
该产品是一种多价反应性无卤阻燃聚醚，其可用于
制造阻燃硬质泡沫材料
。
在该文献中公开了三官能化氧化膦
。
[0013]K.Zhang
等人在
Journal of Applied Polymer Science,135(5),1
‑
10(2018)
中公开了一种由大豆油基多元醇和含磷多元醇的相容共混物制备的阻燃聚氨酯泡沫
。
通过三
(
羟甲基
)
氧化膦与环氧丙烷之间的聚合合成含磷聚醚多元醇
。
从环氧化大豆油通过与乳酸的开环反应合成了大豆油基多元醇
。
通过将大豆油基多元醇与含磷聚醚多元醇混合制备聚氨酯泡沫
。
研究了聚氨酯泡沫的一些性能，例如其密度和热降解性能
。
[0014]阻燃软质聚氨酯泡沫的主要应用之一是汽车领域的座椅衬里和车顶衬里
。
然而，技术需求不仅限于阻燃性，来自行业
(
和最终来自最终客户
)
的另一个非常重要的需求是挥发性有机物质
(VOC)
的非常低的排放量，这种物质可能是有害的
。
通常，阻燃剂是小且非反应性的分子，具有迁移和蒸发的倾向，即导致
VOC
的浸出
(leaching)
和排放
。
关于通过使用反应性或聚合阻燃剂或反应性小分子来实现低排放的需求有两种概念
。
后者的优点是通常粘度较低，因此更容易加工
。
[0015]此外，分子结构在泡沫生产中可能起着决定性作用
。
事实上，对于软质泡沫来说，为了允许无缺陷地形成泡沫的开孔结构，必须具有低交联密度
。
现有技术中公开的用于聚氨酯泡沫应用的氧化膦具有一个主要缺点，即是三官能的
(
即每个分子带有三个羟基
)
，因此各自在聚合反应中充当交联剂
(
参见例如
US3,445,405A
或
CN105801833A
或上文提到的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种软质聚氨酯泡沫，其包含至少一种包含式
(X)
和
/
或
(XI)
的结构单元的阻燃聚氨酯其中
R1是一价有机基团，
R2、R3、R4和
R5彼此独立地为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基，
R6和
R7彼此独立地是氢或式
(XII)
的基团
R8是氢或式
(XII)
的基团，
n
和
m
彼此独立地为0至
10
的整数，
o、p
和
q
彼此独立地为0至5的整数，条件是下式的结构单元在式
(XI)
的结构单元中的数量为1至
20
其特征在于，所述阻燃聚氨酯包含至少两种不同的式
(X)
的结构单元
。2.
根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫，其中
R2或
R3之一为氢，且
R2或
R3中的另一个为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基，其中
R4或
R5之一为氢，且
R4或
R5中的另一个为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基
。3.
根据权利要求2所述的软质聚氨酯泡沫，其中
R2或
R3之一为氢，且
R2或
R3中的另一个为氢或具有1至2个碳原子的烷基，优选甲基，并且其中
R4或
R5之一为氢，且
R4或
R5中的另一个为氢或具有1至2个碳原子的烷基，优选甲基
。4.
根据权利要求1至3中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中
R2、R3、R4和
R5彼此独立地选自氢
、C1‑
C6烷基和苯基，更优选选自氢和
C1‑
C6‑
烷基，仍更优选选自氢和
C1‑
C3‑
烷基，最优选选自氢和甲基
。5.
根据权利要求1至4中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中
R1是
C1‑
C6烷基
、
环己基或苯基，优选
C1‑
C3烷基，最优选甲基
。6.
根据权利要求1至5中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中式
(I)
的各氧化膦中的
n
+m
之和为1至
15
的数，并且最优选4至
12
的数
。7.
根据权利要求1至6中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中所述阻燃聚氨酯包含至少两种不同的式
(Xa)、(Xb)
和
/
或
(Xc)
的结构单元的结构单元其中
R1、m
和
n
如权利要求1中所定义，
R
2a
和
R
3a
彼此独立地为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基，并且
R
4a
和
R
5a
彼此独立地为具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基
。8.
根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫，其中所述阻燃聚氨酯包含至少一种式
(XI)
的结构单元，优选不同的式
(XI)
的结构单元，
R1为
C1‑
C6烷基
、
环己基或苯基，优选
C1‑
C3烷基，最优选甲基，并且其中下式的结构单元的数量为1至
109.
根据权利要求1至6中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中所述阻燃聚氨酯包含至少两种不同的式
(Xe)、(Xf)
和
/
或
(Xg)
的氧化膦结构单元
其中
R8是
C1‑
C6烷基，优选甲基，
R9和
R
10
彼此独立地是氢
、C1‑
C8烷基或
C6‑
C
18
芳基，优选氢
、C1‑
C6烷基或苯基，最优选氢或甲基，
n
和
m
彼此独立地为0至
10、
优选1至
10
的整数，并且其中
n+m
之和是0至
20
的数，优选1至
15
的数
。10.
根据权利要求1至9中至少一项所述的软质聚氨酯泡沫，其中所述阻燃聚氨酯除了式
(X)
或
(XI)
的结构单元之外还包含至少一种式
(VIa)
的结构单元其中
R2、R3、R4、R5、m
和
n
如权利要求1中所定义，
R
14
和
R
15
彼此独立地为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基，并且
r
独立于
n
和
m
是0至
10
的整数，优选1至
10
的整数
。11.
根据权利要求
10
所述的软质聚氨酯泡沫，其中
R2或
R3之一为氢，且
R2或
R3中的另一个为氢
、
具有1至8个碳原子的烷基或具有6至
18
个碳原子的芳基，并且其中
R4或
R5之一为氢且
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：科莱恩国际有限公司，
类型：发明
国别省市：