[发明专利]柔性聚氨酯泡沫及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种用于铁路的低可燃性、低发烟和低毒性的聚氨酯泡沫。

本发明涉及一种用于铁路的低可燃性、低发烟和低毒性的聚氨酯泡沫。

背景技术

如下获得的聚氨酯(PU)泡沫是已知的且有许多的记载：通过在催化剂、发泡剂、阻燃剂、助剂和/或添加剂存在下，使有机二异氰酸酯和/或多异氰酸酯与含有至少两个呈反应性的氢原子的化合物(并且如果需要，还有分子量最高至约400g/mol的链增长剂和/或交联剂)进行反应而获得；所述含有至少两个呈反应性的氢原子的化合物例如为聚氧化烯多胺、和/或优选有机多羟基化合物，特别是分子量例如为300至6000g/mol的聚醚醇。这些PU泡沫广泛应用于许多领域，例如但不限于汽车座椅/扶手、泡沫地毯背衬和家具。

铁路应用，特别是内部铁路部件，要求具有高的阻燃性能，如燃烧时火焰蔓延、放热和发烟。欧盟已批准为铁路应用引入新的协调防火标准，即EN-45545，以取代每个成员国当前所有有效的不同标准。该标准对这些应用中使用的材料所允许的放热、烟雾密度和毒性以及火焰蔓延特性提出了严格的要求。EN-45545中的烟雾密度(Ds-4)是根据ISO 5659-2测量的四分钟后的烟雾密度，EN-45545中的放热是根据ISO 5660-1测量的最大平均放热速率(MARHE)，以及EN-45545中的火焰蔓延是根据ISO 5658-2测量的熄灭时的临界热通量(CFE)。

已指定危险等级(HL1至HL3)，以反映因为火灾可能造成的人身伤害的程度。该水平基于停留时间，并与操作和设计类别有关。HL1是最低危险等级，一般用于在相对安全的条件下运行的车辆(容易疏散的车辆)。HL3是最高危险等级，代表最危险的操作/设计类别(难以疏散和/或耗时疏散的车辆，例如在地铁车厢里)。针对不同的应用类型，制定了不同危险等级的测试要求。

DIN EN 45545-2 R21应用包括座椅/床垫装饰品的组装，对其的要求非常严格。尤其对于HL3类别，根据ISO 5660-1测定的MARHE等于或小于50kW/m²，根据ISO 5659-2测定的光学烟雾密度(D_s)小于200m²/m²，根据ISO 5659-2测定的毒性指数(CIT_g)小于0.75，这些是难以达到的。特别要求过夜旅程的火车(例如更长的旅行路程的火车)符合这些标准。

在低可燃性、低发烟和低毒性要求之外，也希望不影响PU泡沫的机械性能。由于在发泡过程中加入合适的添加剂或阻燃剂包，所以得到的PU泡沫的机械性能更差或劣化。即便如此，也进行了一些尝试以提供适用于铁路应用的PU泡沫。例如，EP 3 101 045A1记载了用于铁路车辆中座椅装饰、卧铺和铺位的PU泡沫，其具有低可燃性，低发烟量和低烟雾毒性。其中生成PU泡沫的配方物包含阻燃剂的混合物，所述阻燃剂主要是基于磷酸盐的。

此外也有几篇现有技术的文件记载了PU泡沫配方物。然而，它们不符合EN-45545对于铁路应用的标准。US 6,660,783 B2记载了这样的PU泡沫，其具有高回弹性和可接受的机械性能。另一份US 6,087,410 B1记载了制备PU泡沫的方法，可以在生成泡沫的配方物中混入添加剂，例如阻燃剂。

尽管在本领域已知这种PU泡沫配方，其中可以在发泡过程中加入阻燃剂，但是对于获得符合EN-45545对铁路应用要求的PU泡沫并没有过多的记载。特别是符合EN-45545-2对于R21应用要求的PU泡沫在本领域中是未知的。此外，具有可接受机械性能的配方物也是本领域未知的。

因此，本发明的目的是提供一种符合EN-45545-2对于铁路应用要求的PU泡沫，其具有低可燃性、低发烟和低毒性，而不影响机械性能。

发明内容

出乎意料地，发现上述目的通过如下文记载的本发明和权利要求书中所示的本发明来实现。

因此，在一个方面，本发明涉及聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫通过使包含以下组分的反应性组合物反应而获得，所述组分为：