[发明专利]生产阻燃性良好且模塑时间缩短的中密度装饰性模塑泡沫材料的方法，阻燃性组合物以及由该方法生产的泡沫材料

说明书

发明背景

本发明涉及生产中密度、阻燃性、装饰性模塑泡沫材料的方法，其中模内时间明显缩短。本发明还涉及用于该方法的阻燃性组合物，以及由该方法生产的泡沫材料。

聚氨酯泡沫材料用于许多应用中，例如绝热、包装、室内装璜、地毯背衬、汽车仪表板、建筑材料和结构材料。使用聚氨酯泡沫材料中需要考虑的重要因素是这些材料抵抗着火或者一旦着火在着火源除去后能够自熄的能力。如果聚合物材料用在有限的空间内，或者用在易发生火灾处的室外应用中，则该因素变得更为重要。例如，这些聚氨酯泡沫材料甚至可以用作容易发生火灾的区域中的屋面材料。

如本领域技术人员意识到的，最常用的降低聚氨酯泡沫材料易燃性的方法是向泡沫材料配方中加入阻燃剂，例如含有卤素或磷的化合物。尽管这类化合物对阻燃性有些改善，但是为了获得满意的效果可能必须使用较大量的这些试剂。通常，在聚氨酯泡沫材料中加入较大量阻燃剂会降低聚氨酯泡沫材料的整体物理性质。

多年来，用于使聚氨酯泡沫材料发泡的主要发泡剂是氯氟烃(cholorfluorocarbon)。这些发泡剂在确定对同温层的臭氧构成威胁后，遭到了逐步淘汰。在氯氟烃被逐步淘汰后，最常用的发泡剂类型变成氢化氯氟烃。尽管这些发泡剂被认为是对环境稍微更友好的发泡剂，但是氢化氯氟烃仍然含有一些氯。氢化氯氟烃的氯原子在同温层的高度下仍然是稳定的，因此具有较低的臭氧耗竭势(ozone depleting potential，“ODP”)。但是因为氢化氯氟烃仍然具有小的ODP，因此，也已被强制最后淘汰。水和/或二氧化碳迅速成为聚氨酯泡沫材料制造商选择的发泡剂。

如本领域技术人员已知的，可以使用基于三羟甲基丙烷的多元醇制备聚氨酯泡沫材料(参见例如美国专利第6,319,962、4,690,954和4,407,981号)。尽管可获得一些通过ASTM E-84隧道炉测试(Tunnel Test)“建筑材料表面燃烧特性的标准测试方法(Standard Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Materials)”(ASTM国际组织)的I类级别的聚氨酯泡沫材料(美国专利第4,797,428和4,940,632号)，这些泡沫材料使用另选的氯氟烃/氢化氯氟烃发泡剂与高加入量的聚酯多元醇混合物和液体阻燃剂的组合，或者具有高阻燃性填料加入量，包括磷基材料，与基于三羟甲基丙烷的多元醇组合，以获得所需的最终结果。这些含聚酯的泡沫材料往往会降低长期水解和“蠕变(creep)”稳定性，因此成为除了绝热类型泡沫材料以外的应用的问题。

美国专利第5,086,084号中描述了一种适合作为木材替代品的发泡聚合物材料，该材料由其中分散了固体聚氯乙烯颗粒的聚氨酯连续相构成。该专利所述的木材状的材料含有约100份可发泡氨基甲酸酯和10-50份粒度小于200微米的聚氯乙烯(PVC)颗粒。该材料具有微孔结构，平均孔径等于或小于约0.1毫米。据说材料壁由用PVC颗粒增强的聚氨酯基质制成。但是，该专利中未提及这种木材替代品的热性能，并公开脱模时间(即可以将模塑制品从模具中取出之前的时间)为5-10分钟。

因此，尽管许多揭示的方法能获得阻燃性泡沫材料，但是聚氨酯泡沫材料制造商对于仅仅用水或二氧化碳发泡的满足燃烧品种测试ASTM E-108 A类级别的泡沫材料仍然感兴趣。从环境方面考虑，最大程度减少含卤化合物用量的阻燃剂组合也是迫切需要的。

因此，非常需要开发这种阻燃性聚氨酯泡沫材料。由于环境方面的考虑，还希望这种泡沫材料使用不含氯氟烃/氢化氯氟烃的发泡剂，例如水和/或二氧化碳。