[发明专利]聚氨酯阻燃剂制剂

说明书

发明领域

本发明涉及适合提供聚氨酯的制剂和通过使所述制剂反应获得的聚氨酯。

发明背景

适合提供聚氨酯(PU)的制剂和通过使所述制剂反应获得的聚氨酯是本领域中公知的。聚氨酯，主要是软质和硬质泡沫，用在运输、制冷、家装、建筑和施工、海运和商用机器中。对于许多这些产品，必须向聚氨酯中加入阻燃剂。但是，由于大多数最终用途是室内的，聚氨酯面临严峻形势并直接受制于越来越严格的规章，其一方面需要高防火标准，另一方面限制使用可能有毒但极有效的阻燃剂。

卤化阻燃剂正是如此。卤化阻燃剂通常非常有效，在最终产品中需添加相对少量就能获得优异的阻燃性，但它们已作为危险的优先控制污染物包括在优先控制污染物名单中，并限制它们的使用。

要考虑的另一点在于，阻燃剂如果与材料本身或其它添加剂不相容，实际上会降低产品的物理性质，造成加工问题并缩短产品的有效寿命。一些卤化阻燃剂在几百分比的浓度下非常有效，而许多无机阻燃剂需要30%或更高的浓度，由此降低塑料部件的机械值。当使用更环保的阻燃剂代替卤化化合物，如无机物或三聚氰胺时，必须在实现可接受的防火性质和所需的高载量（这对材料性能有害）之间作出折衷。

这对PU泡沫尤其重要，其一方面由于它们的蜂窝结构而更易燃，另一方面极大地受阻燃剂的添加影响，阻燃剂会影响该泡沫的复杂蜂窝结构，由此降低最终机械和绝缘性质。

EP 0512629公开了在热塑性氨基甲酸酯中与包封聚磷酸铵结合使用硼酸锌。该阻燃剂组合除硼酸锌外还必须含有“成碳化合物”（形成多羟基炭(polyhydric char)）化合物如季戊四醇。但是，仍然需要能以降低的添加剂载量产生改进的防火性能的无卤素阻燃剂制剂。

本发明的一个目的是改进聚氨酯产品的耐火性。

发明概述

本发明人现在已经发现，可以使用耐火粘合剂与微米级或纳米级金属氧化物颗粒的组合实现这些目的。这种添加剂包可提供显著改进和协同的耐火性能，同时保持聚氨酯的优异性能特性。

根据本发明的第一方面，提供适合提供聚氨酯的制剂。该制剂包含：

(a) 至少一种形成聚氨酯的混合物；

(b) 至少一种选自聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺磷酸盐及其混合物的磷酸盐组分，和；

(c) 至少一种最大粒度小于300微米的金属或准金属氧化物颗粒，其中该金属或准金属选自Mg、Al和Si。

根据第二方面，本发明还包括通过使根据本发明的第一方面的制剂反应获得的聚氨酯产品。

通过使根据本发明的第一方面的制剂反应获得的聚氨酯产品令人惊讶地表现出改进的耐火性质。成分的这种组合在锥形量热仪实验中产生降低的峰值热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）和极大提高的极限氧指数（LOI）值。本发明可用于实现极高的防火性能。

独立和从属权利要求阐述本发明的特定和优选特征。来自从属权利要求书的特征可酌情与独立或其它从属权利要求的特征组合。

从以举例方式阐明本发明的原理的下列详述（结合附图考虑）中可明显看出本发明的上述和其它特性、特征和优点。下面引用的参考图是指附图。

附图简述

图1代表锥形量热仪测试后的炭残留物的数码相片。(a) 包含70重量%聚氨酯（PU）和30重量%聚磷酸铵（APP）的制剂，(b) 包含70重量% PU和29重量% APP和1重量%氧化镁纳米颗粒（nMgO）的制剂，(c) 包含70重量% PU和28重量% APP和2重量% nMgO的制剂，(d) 包含70重量% PU和25重量% APP和5重量% nMgO的制剂。

图2代表对于仅含PU、含PU和APP的制剂和根据本发明的实施方案的包含PU、APP和MgO的制剂，由锥形量热仪测试在50kW/m²的入射热通量下获得的热释放速率（HRR）曲线。

发明详述

在描述本发明的制剂之前，要理解的是，本发明不限于所述特定制剂，因为这样的制剂当然可变。还要理解的是，本文所用的术语无意构成限定，因为本发明的范围仅受所附权利要求限定。

除非上下文中清楚地另行规定，否则本文所用的单数形式“a”、“an”和“the”包括单数和复数对象。