[发明专利]阻燃性低聚溴化氨基甲酸酯组合物

说明书

发明领域

本发明涉及高卤化的阻燃性低聚氨基甲酸酯的组合物和制备。这种分散体可用于各种应用中，包括纸、无纺布、织物和玻璃纤维胶料和涂料、汽车、粘合剂、包装物和涂料应用、医学、个人护理和家庭护理用品。

发明背景

阻燃(FR)应用通常依赖于溴化FR添加剂的使用。其中的一些(例如十溴二苯基醚(″decabrom″)、六溴环十二烷、2-乙基己基四溴苯甲酸酯(TBB)、二-(2-乙基己基)-四溴酞酸酯(BEHTBP)、1，2-二-(2，4，6-三溴苯氧基)-乙烷(BTBPE)和三溴苯酚(TBP))是挥发性的。其泄露到产品之外并在环境中积累，为自然和人类带来了可能的风险。其中几种(例如decabrom)的制备在随后几年里也将被停止，其他将受到广泛的监控。困难是补偿其在现有应用中的损失。

US20100040792A1“Airbag with flame retardant monolithiccoating layer”公开了用作气袋的涂层的涂料组合物。这些组合物由共混在一起的氨基甲酸酯构成，其中一种氨基甲酸酯本身是阻燃性的，另一种具有气体保持性质。使用了包含溴化多元醇的获自Stahl和Hauthaway的未指明的市场上可获得的FR产品。US20100040792A1没有包含对使用卤代单官能单体的教导。

发明概述

依照本发明，已经发现通过在组合物中包含具有高溴含量的低聚氨基甲酸酯，未曾预期地提高了聚合物组合物的阻燃性质，同时不会对这些材料的其他性质产生不利影响。因此，本发明提供了具有高溴含量的低聚氨基甲酸酯及其与其他聚合物的混合物。

令人惊奇的地还发现本发明的客体在单独用作纸的粘合剂或胶料剂时引入了良好的机械性质，而且它们具有较低的分子量。

此外，本发明进一步提供了包括水和具有高溴含量的低聚氨基甲酸酯的胶体稳定的水分散体。

此外，本发明进一步提供了该水分散体的制备工艺。

附图简述

图1显示了可用于本发明的组合物中的各种溴化单体。

图2显示了由纤维素纤维和本发明的组合物制备的纸的阻燃性能与纸中总溴含量的关系曲线。

发明详述

定义

以下术语具有如下所述的定义：

聚氨酯是用于描述包括包含氨基甲酸酯基(即-O-C(＝O)-NH-)的低聚物(例如预聚物)的聚合物的术语，无论它们是如何制备的。如公知的那样，除了氨基甲酸酯基之外，这些聚氨酯还能够包含其他基团，例如脲、脲基甲酸酯、缩二脲、碳化二亚胺、呃唑烷基、异氰脲酸酯、脲二酮、酯、醚、碳酸酯、烃、碳氟化合物、醇、硫醇、胺、酰肼、硅氧烷、硅烷、酮、烯烃等。

最终聚氨酯产物表示本发明的聚氨酯在水分散体产物中的形式。在聚氨酯预聚物非必要地链增长的情况下，最终聚氨酯产物是该链增长的聚合物。在聚氨酯预聚物未链增长时，最终聚氨酯产物就是预聚物本身。

重量％表示每100重量份组合物或物料(通常每100重量份氨基甲酸酯聚合物或低聚物)中组分的重量份数量，该组分形成该组合物或物料的一部分。除非另外指出，所有单位都将以wt％计。

水性描述了包含实质量的水的组合物。优选地，水性将表示至少20wt％水，在更优选的实施方案中，基于水和其他溶剂，其将为至少50wt％水。它可以包含其他组分，例如可相容的有机溶剂。因此，如果我们称聚氨酯水分散体(PUD)，那么在优选实施方案中，我们将表示该聚氨酯分散在液体介质中，该介质至少20wt％为水，且能够包含相容的有机物料，例如醇和其他极性有机溶剂。

不存在实质量的水表示基于组合物的总重量，在不有意添加任何显著量的水(例如约2wt％或更少)的情况下形成的组合物。通常，异氰酸酯与多元醇的反应在不存在实质量的水的情况下进行，因为水能够单独与异氰酸酯反应生成较不适宜且较不易控制的结构。

不存在实质量的表面活性剂表示该分散体是在不有意引入任何显著量的表面活性剂(通常定义为小于200Mn的表面活性组分)用以悬浮或分散该分散体的分散性的情况下制备的分散体。这通常是在存在足量的束缚叔氨基和/或非离子分散剂连接到聚氨酯主链上以使聚氨酯自身可分散在水中时发生的。

酸值是中和1克化学物质所需的以毫克计的氢氧化钾(KOH)的质量。酸值能够用作对聚合物中羧酸基团含量的度量，且表示为mgKOH/克。

理论溴含量表示聚氨酯中溴的重量％，是根据原料中已知的溴含量计算的。增塑剂和挥发性中和剂(在存在时)都不包括在该计算中。