用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃剂共混物的制作方法
【专利摘要】一种阻燃剂共混物，包括以下组分：(a)至少一种环溴化的芳香族化合物的二酯二醇；(b)至少一种烷基化的三苯基磷酸酯；以及(c)至少一种受阻酚抗氧化剂，其中酚环被至少一种链烷酸烷基酯基团取代，其中该链烷酸部分具有从约2至约4个碳原子并且所述烷基基团具有约6个至约16个碳原子。其中组分(a)和(b)按重量计在共混物中的比例在约30:70至约70:30的范围内，并且组分(c)按重量计相对组分(a)和(b)的总数的比例在约0.1:100至约1:100的范围内。
【专利说明】用于柔性聚氨酯泡沬的阻燃剂共混物
[0001]本申请要求提交于2011年4月14日的美国临时申请号61/475，361的优先权，其内容通过引用并入本文。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃剂共混物。
[0003]背景
[0004]在存在泡沫形成剂的情况下，通过将一种多元醇与聚异氰酸酯反应产生柔性聚氨酯泡沫。柔性聚氨酯泡沫用于制造弹性结构材料，诸如家具和汽车工业中的减震材料或缓冲材料。已知将耐火添加剂加入到这种泡沫材料中。然而，必须注意以便可以达到合适的阻燃性，而不会对这种泡沫材料的所期望的物理性质有不利影响。
[0005]直到最近，烷基化的三苯基磷酸酯与五溴二苯醚的共混物已经用作柔性聚氨酯泡沫的阻燃剂以及聚氯乙烯(PVC)产物中的阻燃性增塑剂。然而，由于环境考虑，正在逐步摒弃五溴二苯醚的使用，并且正在寻找可替代的阻燃剂材料。
[0006]另外，柔性泡沫的加工通常涉及大坯料或泡沫块状物的生产，其被静置用于固化或完成该聚合反应。反应中坯料内的温度可达到150°C至180°C和更高。泡沫的绝缘特性使在坯料内部在延长的时间段内保持该温度。因此，如果可能，引入泡沫中的组分，包括该阻燃剂组分，应该能够耐高温并且不会造成泡沫中明显的焦烧或碳化。
[0007]因此，人们很有兴趣开发用于柔性聚氨酯泡沫的新的和抗焦烧的阻燃剂共混物。
[0008]例如，美国专利号7，153,901公开了一种液体阻燃剂添加剂组合物，包括一种由以下各项形成的液体混合物:a)溴化的芳族二酯二醇与醇活性试剂的至少一种反应产物；b)至少一种受阻胺抗氧化 剂；以及c)至少一种酚抗氧剂，其中酚环被一种链烷酸烷基酯基团取代，其中链烷酸部分在具有2个至约4个的范围内的碳原子，并且烷基基团在具有约6个至约16个的范围内的碳原子；其中(I) a)与b)的比例在约30:70至约70:30的范围内；
(2)b)与c)的比例在约3:1至约1:3的范围内；以及(3)a)与b)加c)的重量比例在约5:1M 25:1的范围内。
[0009]美国专利号7，423，069公开了一种用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃剂共混物，包括一种二烷基四卤代邻苯二甲酸酯和一种具有至少约5wt.%磷的含磷阻燃剂，优选地一种(烷基取代的)芳香族羟基的磷酸酯，诸如丁基化的三苯基磷酸酯，或异丙基化的三苯基磷酸酯。
[0010]美国公开专利申请号2009/0143494公开了一种用于聚氨基甲酸酯的阻燃剂添加剂，由以下各项形成:(A)环溴化的芳族二酯二醇的至少一种双(链烷酸酯)；(B)具有一种大约平均分子式(RxPhO)3P=O)的液体烷基化的三苯基磷酸酯，其中每个R独立地是一个氢原子或一个C14烷基基团，并且X是在约0.2至3范围内的一个平均数；以及(C)分子中具有1、2或3个磷原子的至少一种脂环族磷酸酯，其中至少一种是脂环族环体系的一部分，并且具有至少约15wt%的磷含量。
[0011]根据本发明，开发了一种新的防止焦烧和变色，并且赋予柔性聚氨酯泡沫阻燃性的阻燃剂共混物。这种新的共混物是至少一种溴化的芳族二酯二醇、至少一种烷基化的三苯基磷酸酯和至少一种受阻酚抗氧化剂的一种特定的混合物。
【发明内容】
[0012]在一个方面中，本发明涉及一种阻燃剂共混物，包括以下组分:
[0013](a)环溴化的芳香族化合物的至少一种二酯二醇；
[0014](b)至少一种烷基化的三苯基磷酸酯；和
[0015](C)至少一种受阻酚抗氧化剂，其中酚环被至少一种链烷酸烷基酯取代，其中该链烷酸部分具有从约2至约4个碳原子并且该烷基基团具有约6至约16个碳原子，
[0016]其中组分(a)和(b)按重量计在共混物中的比例在约30:70至约70:30的范围内，并且按重量计组分(c)与组分(a)和(b)的总数的比例约0.1:100至1:100的范围内。
[0017]便利地，组分(a)包括四溴代邻苯二甲酸与一种C2至C6的多羟基的脂肪醇(尤其是二甘醇)以及一种C2至C8的氧化烯(尤其是环氧乙烷或环氧丙烷)的二酯。
[0018]便利地，组分(a)在25°C下具有约7，500至130，OOOcps的黏度，诸如约15，000至约 35，000。
[0019]便利地，组分(b)包括一种丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
[0020]便利地，组分(b)具有约15至约300cps的黏度。
[0021 ] 便利地，组分(a)和( b)按重量计在共混物中的比例在40:60至60:40的范围内。
[0022]在进一步的方面中，本发明涉及一种生产柔性聚氨酯泡沫组合物的方法，该方法包括:
[0023](i)提供如本文所描述的阻燃剂共混物；
[0024](ii)形成一个聚合配制品，该聚合配制品包括一种异氰酸酯、一种多元醇、一种发泡剂的、以及充足量的阻燃剂共混物为产生的柔性泡沫提供阻燃性和焦烧耐受性，并且
[0025](iii)聚合生成的配制品以形成一种阻燃性的耐焦烧的柔性聚氨酯泡沫。
[0026]便利地,所述聚合配制品包括从约3wt%至约15wt%的所述阻燃剂共混物。
[0027]便利地，所述柔性聚氨酯泡沫具有8至48kg/m3的密度。
[0028]本发明也涉及阻燃性的柔性聚氨酯泡沫，其包括从约3wt%至约15wt%的本发明的阻燃剂共混物，并且特别是通过本方法产生的阻燃剂柔性聚氨酯泡沫。
[0029]发明详述
[0030]本文所述的是一种阻燃剂共混物，以及其赋予柔性聚氨酯泡沫并且尤其是密度为8至48kg/m3的柔性聚氨酯泡沫以耐火焰性、耐焦烧性和耐变色性的用途。
[0031]该共混物包括至少三种组分，包括(a)至少一种环溴化的芳香族化合物的二酯二醇；(b)至少一种烷基化的三苯基磷酸酯；以及(c)至少一种受阻酚抗氧化剂，其中酚环被至少一种链烷酸烷基酯基团取代，其中链烷酸部分具有从约2至约4个碳原子，并且烷基基团具有从约6至约16个碳原子。
[0032]组分(a)通常包括一种四溴代邻苯二甲酸或酸酐(TBPA)与一种C2至C6多羟基的脂肪醇(PAA)(优选二甘醇)和一种C2至C8的氧化烯(AO)(优选环氧丙烷)的二酯。在一个实际的实施例中，其中PAA是二甘醇并且AO是环氧丙烷，该二酯二醇具有以下分子式:
[0033]
【权利要求】
1.一种阻燃剂共混物，包括以下组分: (a)至少一种环溴化的芳香族化合物的二酯二醇； (b)至少一种烷基化的三苯基磷酸酯；以及 (c)至少一种受阻酚抗氧化剂，其中酚环被至少一种链烷酸烷基酯基团取代，其中该链烷酸部分具有从2至4个碳原子并且该烷基基团具有6至16个碳原子， 其中组分(a)和(b)按重量计在该共混物中的比例在30:70至70:30的范围内，并且组分(c)按重量计相对组分(a)和(b)的总数的比例在0.1:100至1:100的范围内。
2.如权利要求1所述的共混物，其中组分(a)包括四溴代邻苯二甲酸与一种具有C2至C6的多羟基的脂肪醇和一种C2至C8的氧化烯的二酯。
3.如权利要求2所述的共混物，其中组分(a)包括四溴代邻苯二甲酸与二甘醇和环氧乙烷或环氧丙烷的二酯，并且在25°C下具有7，500至130，OOOcps的黏度。
4.如权利要求3所述的共混物，其中组分(a)在25°C下具有15，000至35，OOOcps的黏度。
5.如权利要求1所述的共混物，其中组分(b)包括一种丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
6.如权利要求1 至5中任一项所述的共混物，其中组分(a)和(b)按重量计在该共混物中的比例在约40:60至约60:40的范围内。
7.—种生产柔性聚氨酯泡沫组合物的方法，该方法包括 (i)提供一种阻燃剂共混物，该阻燃剂共混物包括以下组分: (a)至少一种环溴化的芳香族化合物的二酯二醇； (b)至少一种烷基化的三苯基磷酸酯；以及 (c)至少一种受阻酚抗氧化剂，其中酚环被至少一种链烷酸烷基酯基团取代，其中该链烷酸部分具有从2至4个碳原子并且该烷基基团具有6至16个碳原子，其中组分(a)和(b)按重量计在该共混物中的比例在30:70至70:30的范围内，并且组分(c)按重量计相对组分(a)和(b)的总数的比例在0.1:100至1:100.的范围内 (?)形成一个聚合配制品，该聚合配制品包括一种异氰酸酯、一种多元醇、一种发泡剂、以及充足量的该阻燃剂共混物以便为产生的柔性泡沫提供阻燃性和焦烧耐受性，并且(iii)聚合所生成的配制品以形成一种阻燃性的耐焦烧的柔性聚氨酯泡沫。
8.如权利要求7所述的方法，其中组分(a)包括四溴代邻苯二甲酸与一种C2至C6的多羟基的脂肪醇和一种C2至C8的氧化烯的二酯。
9.如权利要求8所述的方法，其中组分(a)包括四溴代邻苯二甲酸与二甘醇和环氧乙烷或环氧丙烷的二酯，并且在25°C下具有7，500至130，OOOcps的黏度。
10.如权利要求9所述的方法，其中组分(a)在25°C下具有15，000至35，OOOcps的黏度。
11.如权利要求7所述的方法，其中组分(b)包括一种丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
12.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中组分(a)和(b)按重量计在该共混物中的比例在40:60至60:40的范围内。
13.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中在(ii)中形成的聚合反应配制品包括在3wt%和15wt%之间的阻燃剂共混物。
14.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中柔性聚氨酯泡沫具有8至48kg/m3的密度。
15.一种柔性聚氨酯泡沫组合物，包括在3被％和15wt%之间的如权利要求1至5中任一项所述的阻燃剂共 混物。
【文档编号】C08K5/00GK103476821SQ201280018293
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年2月24日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】C·H·小鲍威尔, M·D·菲利普斯, S·B·法卢恩 申请人:科聚亚公司