[发明专利]用于聚氨酯泡沫的低排放焦化抑制剂

说明书

本发明公开了一种焦化抑制剂组合物，其包含(A)一种或多种2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢喹啉化合物，(B)一种或多种内酯，(C)一种或多种酚类化合物，(D)任选一种或多种生育酚和(E)任选地一种或多种亚磷酸酯化合物。

发明内容

本发明作为聚氨酯(PUR)泡沫的焦化抑制剂是有用的，该焦化抑制剂具有低挥发性化学排放物的附加属性。具体地，本发明是三至五种组分的共混物，在生产过程中该共混物防止块状聚氨酯泡沫焦化，并且通过称为VDA-278的VOC/雾排放测试该共混物提供减少的挥发性有机化合物的排放。VDA-278是一种用于测定挥发性组分的热解吸技术。

通常，聚氨酯是一类由两种主要化合物组成的缩聚物，该两种主要化合物包括甲苯二异氰酸酯(TDI-通常是2,4-和2,6-异构体的混合物)和不同分子量的多元醇或二醇(Paul.C.et al.,Fundamentals of Polymer Science,Technomic Publishing Co.,Inc.Technomic Publishing Co.,Lancaster,PA 1994,433pp.,ISBN 1-56676-152-2,p.36)。可将水加入到反应混合物中，导致TDI组分水解原位产生CO2，该TDI组分将聚合物本体转化成泡沫。在聚氨酯块状泡沫的制造过程中，观察到剧烈的放热反应(M.P.Luda等人,Discoloration in fire retardant flexible polyurethane foams.PartI.Characterization,Polymer Degradation and Stabilization,83(2004),p.215)。通常理解由多元醇和二异氰酸酯组分之间的凝胶反应或缩聚反应导致放热和CO2产生的“发泡反应(blow reaction)”(Brian Kaushiva,Structure-Property Relationships OfFlexible Polyurethane Foams,Ph.D.Thesis,弗吉尼亚理工大学和州立大学,1999,p.5)。据报道氨基甲酸酯的反应热约为24kcal/mol，尿素的反应热约为47kcal/mol。在视觉上，在生产泡沫块的核心过程中，由于未耗散掉的热量，泡沫块由暗黄色至棕色的变色称为焦化。研究人员已经表明，复杂的自由基反应推动焦化过程。(Y.Su,Wang Wan Jiang,ThermalStability of Poly(oxypropylene-ether)Polyol,Thermochimica Acta,123(1988)221-231)。水发泡PUR泡沫的焦化区域中的变色也是由于非聚合添加剂组分的氧化(M.P.Luda等人)。在泡沫加工过程中组分(例如芳香胺、酚类化合物和阻燃剂)改变了，产生高度着色的共轭物质。例如，典型的酚类化合物如丁基化羟基甲苯(BHT)转化为醌二聚体，该酚类化合物即使在150ppm的浓度下也会高度褪色(Jan C.J.Bart,Polymer additive analytics:industrial practice and case studies,p.51)。

本发明是用于减少称为焦化的现象的焦化抑制剂共混物(或抗氧化剂)，该焦化表现为在生产后聚氨酯泡沫块内部出现深色炭化物。本发明显著地抑制了自由基自氧化反应，从而减少变黑。共混物中的组分包括(A)-(C)并且任选地可以包括其他组分(D)-(E)：

(A)2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉化合物

(B)内酯

(C)酚类化合物

其他可选化合物：

(D)生育酚

(E)化合物，例如亚磷酸酯和亚膦酸酯。