[发明专利]阻燃软质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫制剂

说明书

发明领域

本发明涉及阻燃聚氨酯泡沫制剂、适于使用在该制剂内的阻燃添加剂以及由该制剂制造的阻燃泡沫。

发明背景

现今，软质聚氨酯泡沫用在许多应用中。由于软质聚氨酯泡沫的广泛使用，关于为这种泡沫提供阻燃性已经做了大量的研究。为此，已经使用和提议了无数的阻燃剂来为软质聚氨酯泡沫提供阻燃特性。然而，即使可以利用阻燃剂，但本行业仍越来越需要比目前可利用的阻燃剂性能好或具有比其更有利的特征的阻燃剂。

发明概述

本发明涉及软质聚氨酯泡沫制剂，其包括：a)至少一种，在一些实施方案中只有一种，含磷阻燃剂；和b)至少一种，在一些实施方案中只有一种，烷基化三芳基磷酸酯，优选异丙基苯基二苯基磷酸酯；c)至少一种，在一些实施方案中只有一种，i)异氰酸酯、ii)多元醇或i)与ii)的组合；以及d)至少一种，在一些实施方案中只有一种，发泡剂，其中a)以按a)与b)的总重量计小于约30wt.％的量存在，且b)以按a)与b)的总重量计大于约70wt.％的量存在。

本发明还涉及用于形成软质阻燃聚氨酯泡沫的方法，其包括在至少一种催化剂，在一些实施方案中只有一种催化剂的存在下，将下述物质组合或结合在一起：a)至少一种，在一些实施方案中只有一种，含磷阻燃剂；和b)至少一种，在一些实施方案中只有一种，烷基化三芳基磷酸酯，优选异丙基苯基二苯基磷酸酯；c)至少一种，在一些实施方案中只有一种，i)异氰酸酯、ii)多元醇或i)与ii)的组合；以及d)至少一种，在一些实施方案中只有一种，发泡剂，其中a)以按a)与b)的总重量计小于约30wt.％的量存在，且b)以按a)与b)的总重量计大于约70wt.％的量存在，且其中这样形成的阻燃软质聚氨酯泡沫满足或超过加利福尼亚技术公报117部分A和D的要求。

发明详述

本发明的发明人发现使用此处描述的阻燃添加剂可以提供满足或超过加利福尼亚技术公报117部分A和D的要求的硬质阻燃聚氨酯泡沫。

阻燃添加剂

本发明的阻燃添加剂包括a)至少一种，在一些实施方案中只有一种，含磷阻燃剂；和b)至少一种，在一些实施方案中只有一种，烷基化三芳基磷酸酯。

通常来说，本发明的阻燃添加剂包含按阻燃添加剂的总重量计小于约30wt.％，通常在约1wt.％到约30wt.％范围内的a)和按阻燃添加剂的总重量计大于约70wt.％，通常在约70wt.％到约99wt.％范围内的b)。在一些实施方案中，本发明的阻燃添加剂包含约5wt.％到约30wt.％范围内的a)和约70wt.％到约95wt.％范围内的b)。在一个示例性的实施方案中，本发明的阻燃添加剂包含约5wt.％到约15wt.％范围内的a)和约85wt.％到约95wt.％范围内的b)。

本发明的阻燃添加剂可以被表征为具有按阻燃添加剂的总重量计约5wt.％到约15wt.％范围内的磷含量。在一些实施方案中，本发明的阻燃添加剂可以被表征为具有按阻燃添加剂的总重量计约8wt.％到约15wt.％范围内，优选约8wt.％到约12wt.％范围内的磷含量。

本发明的阻燃添加剂还可以被表征为具有25℃下约100cP到约2000cP范围内的粘度。在一些实施方案中，本发明的阻燃添加剂可以被表征为具有约100cP到约1000cP范围内，优选约400cP到约600cP范围内的粘度。本阻燃添加剂的低粘度在软质泡沫制剂中特别有效，这是因为低粘度允许更好地分散在软质泡沫制剂中，因而允许更有效的泡沫。例如，正如本领域众所周知的，分散性差的阻燃剂可能对泡沫的机械性能造成不利的影响。

本发明的发明人意外地发现了通过使用低至如上所述的水平的a)，可以提供满足或超过加利福尼亚技术公报117部分A和D的要求的阻燃软质聚氨酯泡沫。这是期望的品质，因为除了别的以外，目前使用在聚氨酯中的含磷阻燃剂(它们可以使用在本发明的一些实施方案中)被认为是化学武器的前体，因而它们的运输、使用等以及分配可以证明是成问题的且昂贵的。然而，本发明的发明人发现上述范围内的含磷阻燃剂水平，在一些实施方案中为约5wt.％到约15wt.％范围内的含磷阻燃剂水平，减轻了与具有被认为是化学武器前体的阻燃添加剂组分有关的一些问题。虽然至今并未设想此范围内的水平，但是本发明的发明人意外地发现了这些范围内的含磷阻燃剂水平仍可以提供满足或超过加利福尼亚技术公报117部分A和D的要求的阻燃聚氨酯泡沫。

组分a)