专利名称：含阻燃剂的聚氨酯泡沫组合物及其制备方法，阻燃组合物及由其制备的聚氨酯泡沫的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于掺入到形成软质聚氨酯泡沫的混合物中的阻燃添加剂。更具体来说，本发明涉及环状磷酸酯和任选的其他磷酸酯，以及这些酯在聚氨酯泡沫中作为阻燃添加剂的应用。
背景技术：
阻燃添加剂经常用于降低聚氨酯泡沫燃烧的风险和严重性。用于此目的的多种多样的阻燃剂是已知和可商购的。然而，往往存在着相当多的技术难题和毒理顾虑，限制了这些阻燃剂的使用。软质聚氨酯泡沫在例如家具和汽车中广泛用作减震和垫充材料。在这些泡沫中一般掺入阻燃剂。然而，鉴定能够经济地实现足够的阻燃性、同时对聚氨酯泡沫的物理性质没有负面影响并且环境友好的阻燃剂，是困难的。通常用于制造阻燃聚氨酯泡沫的阻燃添加剂典型地含有卤素化合物。然而，出于产品可持续性的原因，在工业中存在着倾向于使用不含卤素的阻燃剂的动向。此外，为了在商业上可接受，取决于泡沫的应用，阻燃聚氨酯泡沫必须通过某些阻燃性测试。尽管某些测试与其他测试相比不那么严苛，但希望阻燃泡沫除了较低严苛性测试之外还能通过更严苛的测试，从而可用于所有应用。使用磷酸酯阻燃剂是已知的。例如，美国专利No，5，750，601公开了阻燃聚合组合物例如聚酯-聚氨酯泡沫，其含有无卤素的环状磷酸酯，即苯基和烷基取代的苯基新戊基环状磷酸酯耐火剂。WO 2008/1181M描述了环状磷酸酯与三聚氰胺化合物的混合物， 并将这样的混合物作为阻燃剂用于聚氨酯泡沫。美国专利No. 6，734，239公开了树脂，例如含有磷杂环己烷类型磷酸酯的聚氨酯泡沫，其可以与其他添加剂例如三聚氰胺一起，用作阻燃剂。不幸的是，这样的磷酸酯具有对聚氨酯泡沫的物理性质有负面影响的高度结晶性，或具有挥发性使得它们不适合用于其中在阻燃性测试之前对泡沫进行烤箱老化(即 California TB 117测试)的聚氨酯泡沫应用以及挥发性有重大意义的汽车应用中。此外， 美国专利No 6，734，239的制造磷酸酯的方法在商业上不可行。在美国专利No 6，734，239 中公开烷基酯在制造聚氨酯泡沫时，与其他已知低焦化产品相比，促进了更高水平的变色 (焦化)。然而，对于含有环境友好和经济的、并在同时能够满足或超过最严苛的阻燃性标准的阻燃剂的聚氨酯泡沫产品，仍存在着需求。
发明内容
本发明涉及组合物，其包含(a)形成软质聚氨酯泡沫的混合物；以及(b)有效阻燃量的至少一种通式(I)的不含卤素的环状磷酸酯
权利要求
1.组合物，其包含(a)形成软质聚氨酯泡沫的混合物；以及(b)有效阻燃量的至少一种通式(I)的不含卤素的环状磷酸酯
2.权利要求1的组合物，其中R1是甲基，且R2是含有3至约9个碳原子的直链或支链焼基。
3.权利要求1的组合物，其中R1是乙基，且R2是含有3至约8个碳原子的直链或支链焼基。
4.权利要求1的组合物，其中R1是丙基或异丙基，且R2是含有4至约7个碳原子的直链或支链烷基。
5.权利要求1的组合物，其中R1选自丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，且R2是含有4至约6个碳原子的直链或支链烷基。
6.权利要求1的组合物，其中R1选自戊基、2-戊基、2-甲基丁基、异戊基和新戊基，且 R2是含有5个碳原子的直链或支链烷基。
7.权利要求1的组合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7各自独立地是氢、甲基、 异丙基或丁基。
8.权利要求1的组合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7都是氢。
9.权利要求1的组合物，其中所述形成聚氨酯泡沫的混合物包含含羟基组分、异氰酸酯组分和催化剂。
10.权利要求1的组合物，其还包含至少一种不同的液体阻燃剂。
11.权利要求10的组合物，其中所述至少一种不同的液体阻燃剂选自烷基磷酸酯、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、膦酸酯及其组
12.阻燃添加剂组合物，其包含有效阻燃量的以下(a)和(b)的混合物 (a)至少一种通式(I)的不含卤素的环状磷酸酯
13.权利要求12的组合物，其中R1是甲基，且R2是含有3至约9个碳原子的直链或支链烷基。
14.权利要求12的组合物，其中R1是乙基，且R2是含有3至约8个碳原子的直链或支链烷基。
15.权利要求12的组合物，其中R1是丙基或异丙基，且R2是含有4至约7个碳原子的直链或支链烷基。
16.权利要求12的组合物，其中R1选自丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，且R2是含有4 至约6个碳原子的直链或支链烷基。
17.权利要求12的组合物，其中R1选自戊基、2-戊基、2-甲基丁基、异戊基和新戊基， 且R2是含有5个碳原子的直链或支链烷基。
18.权利要求12的组合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7各自独立地是氢、甲基、异丙基或丁基。
19.权利要求12的组合物，其中R1是乙基，R2是正丁基，且R3-R7每个都是氢。
20.权利要求12的组合物，其中所述至少一种不同的液体阻燃剂选自烷基磷酸酯、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、膦酸酯及其组I=I O
21.软质聚氨酯泡沫，其包含权利要求1的组合物。
22.软质聚氨酯泡沫，其包含权利要求7的组合物。
23.软质聚氨酯泡沫，其包含权利要求12的组合物。
24.软质聚氨酯泡沫，其包含权利要求18的组合物。
25.权利要求21的软质聚氨酯泡沫，其具有小于约1.5pcf的密度，并且具有至少80% 的压缩永久变形后恢复率。
26.权利要求23的软质聚氨酯泡沫，其具有小于约1.5pcf的密度，并且具有至少80% 的压缩永久变形后恢复率。
27.制备阻燃软质聚氨酯泡沫混合物的方法，所述方法包括将形成软质聚氨酯泡沫的混合物与有效阻燃量的至少一种通式(I)的不含卤素的环状磷酸酯相接触
28.权利要求27的方法，其还包括在形成所述阻燃软质聚氨酯泡沫混合物之前，将至少一种不同的液体阻燃剂与所述阻燃软质聚氨酯泡沫混合物的任一种或两种组分相接触； 和/或将至少一种不同的液体阻燃剂与形成的阻燃软质聚氨酯泡沫混合物相接触。
29.权利要求27的方法，其还包括将所述阻燃软质聚氨酯泡沫混合物进行反应以形成软质聚氨酯泡沫。
30.通过权利要求四的方法制备的软质聚氨酯泡沫。
全文摘要
本文提供了一种组合物，其包含(a)形成软质聚氨酯泡沫的混合物，以及(b)有效阻燃量的至少一种通式(I)的不含卤素的环状磷酸酯，其中R1和R2是相同或不同的、含有最多约10个碳原子、任选含有杂原子取代基的直链或支链烷基，前提是R1和R2不都是甲基；并且R3-R7各自独立地是氢或者是相同或不同的、含有最多约4个碳原子、任选含有杂原子取代基的直链或支链烷基；前提是所述环状磷酸酯是液体，或基本上可溶于至少一种不同的液体阻燃剂和/或形成软质聚氨酯泡沫的混合物的含羟基组分中；式(I)的环状磷酸酯含有以任何含磷组分的总重量计至少8.5重量％的磷；并且前提是所述组合物不含三聚氰胺化合物。还提供了包含式(I)的环状磷酸酯以及至少一种不同液体阻燃剂的阻燃添加剂组合物。此外，提供了制备阻燃聚氨酯泡沫混合物的方法。
文档编号C08K5/527GK102307938SQ201080007181
公开日2012年1月4日 申请日期2010年2月2日 优先权日2009年2月9日
发明者杰弗里·斯托维尔, 索菲亚·达什埃夫斯基, 罗纳德·皮雷利 申请人:Icl-Ip美国公司