[发明专利]用于聚氨酯泡沫体的含磷阻燃剂

说明书

发明领域

本发明的实施方式涉及聚氨酯泡沫体，更具体地涉及软质聚氨酯泡沫体。

发明背景

聚氨酯适合于很多种应用。为了改进暴露于火时的聚氨酯性能，通常将阻燃剂加入这些聚氨酯材料。磷化合物，如磷酸盐（酯）、膦酸盐（酯）、和亚磷酸盐（酯），是用于聚氨酯泡沫体的有效阻燃剂。总之，磷化合物通过凝聚相反应、聚合物碳化过程的促进和成炭的组合提供阻燃活性。

然而，许多磷化合物在用于制备聚氨酯的多元醇制剂中不溶。因此，需要与聚氨酯制剂更为相容的磷化合物。

发明概述

本发明的实施方式包括含磷阻燃剂，所述含磷阻燃剂包括第一反应混合物的反应产物。所述反应混合物包括至少一种第一多元醇和具有通式（1）、（2）或它们的组合的至少一种含磷化合物：

其中X是离去基团，R₁和R₂相互独立地为C₁-C₈-烷基、C₁-C₄-烷氧乙基、C₁-C₄-烷基取代的C₆-C₁₀-芳基、烷基取代芳基、芳基取代烷基、硝基烷基、羟烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基，或R₁和R₂共同形成六元环中的R，其中所述六元环具有通式（3）、（4）或它们的组合：

其中所述R是含有3至约9个碳原子的线性或支化的二价亚烷基。

实施方式还包括制备含磷阻燃剂的方法。所述方法包括使至少一种第一多元醇与具有通式（1）、（2）或它们的组合的至少一种含磷化合物反应：

其中X是离去基团，R₁和R₂相互独立地为C₁-C₈-烷基、C₁-C₄-烷氧乙基、C₁-C₄-烷基取代的C₆-C₁₀-芳基、烷基取代芳基、芳基取代烷基、硝基烷基、羟烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基，或R₁和R₂共同形成六元环中的R，其中所述六元环具有通式（3）、（4）或它们的组合：

其中所述R是含有3至约9个碳原子的线性或支化的二价亚烷基。

具体实施方式

本发明的实施方式包括与聚氨酯制剂相容并且是有效阻燃剂的磷化合物。可以将阻燃剂引入用于制备聚氨酯产品（如泡沫体）的制剂中。阻燃剂是至少一种多元醇和至少一种含磷化合物的反应产物。

多元醇为本领域公知，并且包括本申请所述的那些多元醇和任何其它商业可得的多元醇。多元醇通常具有2至10的标称官能度、100至10,000的数均分子量（如200至7,000）、20mgKOH/g至800mg KOH/g的平均羟基数。还可以使用一种或多种多元醇的混合物。

典型的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、多羟基-封端的缩醛树脂、基于聚碳酸亚烷基二醇酯的多元醇、和羟基-封端的胺及多胺。这些和其它合适的异氰酸酯-反应性物质的实例更为完全地描述于例如美国专利No.4,394,491中。

实施方式包含通过将环氧烷（如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或它们的组合）加入具有2至8个活性氢原子的引发剂来制备得到的聚醚多元醇。用于该聚合的催化可以是阴离子型的或阳离子型的，所使用的催化剂如KOH、CsOH、三氟化硼、或双氰化物络合物（DMC）催化剂（如六氰合钴酸锌）。

用于多元醇制备的引发剂可以具有2至8个与环氧烷反应的官能团。合适的引发剂分子的实例是水、有机二羧酸（如丁二酸、己二酸、邻苯二酸和对苯二酸）、和多元醇，尤其是二元至五元醇或二烷撑二醇，例如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇和蔗糖或它们的混合物。其它催化剂包括含有叔胺的线性化合物和环化物，如乙醇二胺、三乙醇二胺、和甲苯二胺的各种异构体。

实施方式可以包含胺引发的多元醇，该多元醇可采用下式所给出的烷基胺引发或含有烷基胺作为多元醇链的部分。