[发明专利]一种反应型含磷类阻燃剂及其制备方法和在聚氨酯泡沫中的应用

说明书

本发明公开了一种反应型磷酸酯类阻燃剂及其制备方法和在聚氨酯泡沫中的应用，反应型磷酸酯类阻燃剂结构式为：其中，R¹和R²相互独立地为C₁～C₁₀烷氧基、苯基取代烷氧基、苯基、苯氧基、烷基取代芳氧基、或R¹和R²共同形成环，所述环为5～7元环；R³和R⁴相互独立地为C₁～C₈羟烷基，由三种反应物制备而成。所述反应型磷酸酯类阻燃剂分子结构不含卤素，含有羟基个数≥2，含有膦酸酯基团，添加于组合聚醚组分中，能有效改善聚氨酯高回弹泡沫的阻燃性，同时不会对其环保性能(包括VOC和气味)产生不良影响。

技术领域

本发明属于聚氨酯领域，具体涉及阻燃环保型聚氨酯高回弹泡沫及其制备方法。

背景技术

聚氨酯高回弹泡沫是一种综合性能优良的垫材，广泛应用于家具如床和沙发，和各种交通工具的座椅、地垫及吸音减震垫块等。普通的未作阻燃处理的聚氨酯高回弹泡沫具有多孔结构，比表面积大且开孔率高，在空气中极易被引燃。同时，聚氨酯高回弹泡沫的使用环境多为密闭空间，特别是作为公共交通工具的客车、火车、飞机等，这就要求提高聚氨酯高回弹泡沫的阻燃性能。国家也提出了相应的技术标准，JT/T 1095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》已于2017年4月1日实施。标准要求营运客车内弹性软垫材料(坐垫、座椅靠背、头枕用弹性软垫)水平燃烧为A-0mm/min、垂直燃烧≤100mm/min、氧指数≥22％。

已有的提高聚氨酯高回弹泡沫阻燃性能的方法有，添加阻燃剂和使用阻燃聚醚多元醇。含卤素阻燃剂在燃烧时会生成大量卤化氢有毒气体，已被逐渐淘汰；非反应型磷酸酯类阻燃剂在聚氨酯泡沫中易发生迁移，降低其阻燃性能，同时使聚氨酯泡沫的VOC和气味严重变差；阻燃聚醚多元醇如接枝三聚氰胺的聚醚多元醇会导致聚氨酯泡沫甲醛含量严重超标。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种反应型含磷类阻燃剂，该阻燃剂不含卤素，改善聚氨酯泡沫阻燃性能的同时，不会对泡沫的环保性能(包括VOC和气味)产生不良影响。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该反应型含磷类阻燃剂的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种该反应型含磷类阻燃剂在聚氨酯泡沫中的应用。

为解决第一个技术问题，本发明提供一种反应型含磷类阻燃剂，结构式如下：

其中，R¹和R²相互独立地为C₁～C₁₀烷氧基、苯基取代烷氧基、苯基、苯氧基、烷基取代芳氧基、或R¹和R²共同形成环，所述环为5～7元环。优选R¹和R²相同，为乙氧基或异丙氧基；R³和R⁴相互独立地为C₁～C₈羟烷基。优选R³和R⁴相同，为羟乙基或羟异丙基。

所述反应型含磷类阻燃剂分子结构含有羟基个数≥2，由三种反应物制备而成，第一反应物为H-亚磷酸酯或二苯基氧化磷、第二反应物为醇胺、第三反应物为原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯、原甲酸三丁酯，优选原甲酸三乙酯。

第一反应物H-亚磷酸酯或二苯基氧化磷具有以下结构通式：