用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃劑共混物的制作方法
【專利摘要】一種阻燃劑共混物,包括以下組分:(a)至少一種環(huán)溴化的芳香族化合物的二酯二醇;(b)至少一種烷基化的三苯基磷酸酯;以及(c)至少一種受阻酚抗氧化劑,其中酚環(huán)被至少一種鏈烷酸烷基酯基團取代,其中該鏈烷酸部分具有從約2至約4個碳原子并且所述烷基基團具有約6個至約16個碳原子。其中組分(a)和(b)按重量計在共混物中的比例在約30:70至約70:30的范圍內(nèi),并且組分(c)按重量計相對組分(a)和(b)的總數(shù)的比例在約0.1:100至約1:100的范圍內(nèi)。
【專利說明】用于柔性聚氨酯泡沬的阻燃劑共混物
[0001]本申請要求提交于2011年4月14日的美國臨時申請?zhí)?1/475,361的優(yōu)先權(quán),其內(nèi)容通過引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃劑共混物。
[0003]背景
[0004]在存在泡沫形成劑的情況下,通過將一種多元醇與聚異氰酸酯反應產(chǎn)生柔性聚氨酯泡沫。柔性聚氨酯泡沫用于制造彈性結(jié)構(gòu)材料,諸如家具和汽車工業(yè)中的減震材料或緩沖材料。已知將耐火添加劑加入到這種泡沫材料中。然而,必須注意以便可以達到合適的阻燃性,而不會對這種泡沫材料的所期望的物理性質(zhì)有不利影響。
[0005]直到最近,烷基化的三苯基磷酸酯與五溴二苯醚的共混物已經(jīng)用作柔性聚氨酯泡沫的阻燃劑以及聚氯乙烯(PVC)產(chǎn)物中的阻燃性增塑劑。然而,由于環(huán)境考慮,正在逐步摒棄五溴二苯醚的使用,并且正在尋找可替代的阻燃劑材料。
[0006]另外,柔性泡沫的加工通常涉及大坯料或泡沫塊狀物的生產(chǎn),其被靜置用于固化或完成該聚合反應。反應中坯料內(nèi)的溫度可達到150°C至180°C和更高。泡沫的絕緣特性使在坯料內(nèi)部在延長的時間段內(nèi)保持該溫度。因此,如果可能,引入泡沫中的組分,包括該阻燃劑組分,應該能夠耐高溫并且不會造成泡沫中明顯的焦燒或碳化。
[0007]因此,人們很有興趣開發(fā)用于柔性聚氨酯泡沫的新的和抗焦燒的阻燃劑共混物。
[0008]例如,美國專利號7,153,901公開了一種液體阻燃劑添加劑組合物,包括一種由以下各項形成的液體混合物:a)溴化的芳族二酯二醇與醇活性試劑的至少一種反應產(chǎn)物;b)至少一種受阻胺抗氧化 劑;以及c)至少一種酚抗氧劑,其中酚環(huán)被一種鏈烷酸烷基酯基團取代,其中鏈烷酸部分在具有2個至約4個的范圍內(nèi)的碳原子,并且烷基基團在具有約6個至約16個的范圍內(nèi)的碳原子;其中(I) a)與b)的比例在約30:70至約70:30的范圍內(nèi);
(2)b)與c)的比例在約3:1至約1:3的范圍內(nèi);以及(3)a)與b)加c)的重量比例在約5:1M 25:1的范圍內(nèi)。
[0009]美國專利號7,423,069公開了一種用于柔性聚氨酯泡沫的阻燃劑共混物,包括一種二烷基四鹵代鄰苯二甲酸酯和一種具有至少約5wt.%磷的含磷阻燃劑,優(yōu)選地一種(烷基取代的)芳香族羥基的磷酸酯,諸如丁基化的三苯基磷酸酯,或異丙基化的三苯基磷酸酯。
[0010]美國公開專利申請?zhí)?009/0143494公開了一種用于聚氨基甲酸酯的阻燃劑添加劑,由以下各項形成:(A)環(huán)溴化的芳族二酯二醇的至少一種雙(鏈烷酸酯);(B)具有一種大約平均分子式(RxPhO)3P=O)的液體烷基化的三苯基磷酸酯,其中每個R獨立地是一個氫原子或一個C14烷基基團,并且X是在約0.2至3范圍內(nèi)的一個平均數(shù);以及(C)分子中具有1、2或3個磷原子的至少一種脂環(huán)族磷酸酯,其中至少一種是脂環(huán)族環(huán)體系的一部分,并且具有至少約15wt%的磷含量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明,開發(fā)了一種新的防止焦燒和變色,并且賦予柔性聚氨酯泡沫阻燃性的阻燃劑共混物。這種新的共混物是至少一種溴化的芳族二酯二醇、至少一種烷基化的三苯基磷酸酯和至少一種受阻酚抗氧化劑的一種特定的混合物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]在一個方面中,本發(fā)明涉及一種阻燃劑共混物,包括以下組分:
[0013](a)環(huán)溴化的芳香族化合物的至少一種二酯二醇;
[0014](b)至少一種烷基化的三苯基磷酸酯;和
[0015](C)至少一種受阻酚抗氧化劑,其中酚環(huán)被至少一種鏈烷酸烷基酯取代,其中該鏈烷酸部分具有從約2至約4個碳原子并且該烷基基團具有約6至約16個碳原子,
[0016]其中組分(a)和(b)按重量計在共混物中的比例在約30:70至約70:30的范圍內(nèi),并且按重量計組分(c)與組分(a)和(b)的總數(shù)的比例約0.1:100至1:100的范圍內(nèi)。
[0017]便利地,組分(a)包括四溴代鄰苯二甲酸與一種C2至C6的多羥基的脂肪醇(尤其是二甘醇)以及一種C2至C8的氧化烯(尤其是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷)的二酯。
[0018]便利地,組分(a)在25°C下具有約7,500至130,OOOcps的黏度,諸如約15,000至約 35,000。
[0019]便利地,組分(b)包括一種丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
[0020]便利地,組分(b)具有約15至約300cps的黏度。
[0021 ] 便利地,組分(a)和( b)按重量計在共混物中的比例在40:60至60:40的范圍內(nèi)。
[0022]在進一步的方面中,本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)柔性聚氨酯泡沫組合物的方法,該方法包括:
[0023](i)提供如本文所描述的阻燃劑共混物;
[0024](ii)形成一個聚合配制品,該聚合配制品包括一種異氰酸酯、一種多元醇、一種發(fā)泡劑的、以及充足量的阻燃劑共混物為產(chǎn)生的柔性泡沫提供阻燃性和焦燒耐受性,并且
[0025](iii)聚合生成的配制品以形成一種阻燃性的耐焦燒的柔性聚氨酯泡沫。
[0026]便利地,所述聚合配制品包括從約3wt%至約15wt%的所述阻燃劑共混物。
[0027]便利地,所述柔性聚氨酯泡沫具有8至48kg/m3的密度。
[0028]本發(fā)明也涉及阻燃性的柔性聚氨酯泡沫,其包括從約3wt%至約15wt%的本發(fā)明的阻燃劑共混物,并且特別是通過本方法產(chǎn)生的阻燃劑柔性聚氨酯泡沫。
[0029]發(fā)明詳述
[0030]本文所述的是一種阻燃劑共混物,以及其賦予柔性聚氨酯泡沫并且尤其是密度為8至48kg/m3的柔性聚氨酯泡沫以耐火焰性、耐焦燒性和耐變色性的用途。
[0031]該共混物包括至少三種組分,包括(a)至少一種環(huán)溴化的芳香族化合物的二酯二醇;(b)至少一種烷基化的三苯基磷酸酯;以及(c)至少一種受阻酚抗氧化劑,其中酚環(huán)被至少一種鏈烷酸烷基酯基團取代,其中鏈烷酸部分具有從約2至約4個碳原子,并且烷基基團具有從約6至約16個碳原子。
[0032]組分(a)通常包括一種四溴代鄰苯二甲酸或酸酐(TBPA)與一種C2至C6多羥基的脂肪醇(PAA)(優(yōu)選二甘醇)和一種C2至C8的氧化烯(AO)(優(yōu)選環(huán)氧丙烷)的二酯。在一個實際的實施例中,其中PAA是二甘醇并且AO是環(huán)氧丙烷,該二酯二醇具有以下分子式:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃劑共混物,包括以下組分: (a)至少一種環(huán)溴化的芳香族化合物的二酯二醇; (b)至少一種烷基化的三苯基磷酸酯;以及 (c)至少一種受阻酚抗氧化劑,其中酚環(huán)被至少一種鏈烷酸烷基酯基團取代,其中該鏈烷酸部分具有從2至4個碳原子并且該烷基基團具有6至16個碳原子, 其中組分(a)和(b)按重量計在該共混物中的比例在30:70至70:30的范圍內(nèi),并且組分(c)按重量計相對組分(a)和(b)的總數(shù)的比例在0.1:100至1:100的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的共混物,其中組分(a)包括四溴代鄰苯二甲酸與一種具有C2至C6的多羥基的脂肪醇和一種C2至C8的氧化烯的二酯。
3.如權(quán)利要求2所述的共混物,其中組分(a)包括四溴代鄰苯二甲酸與二甘醇和環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的二酯,并且在25°C下具有7,500至130,OOOcps的黏度。
4.如權(quán)利要求3所述的共混物,其中組分(a)在25°C下具有15,000至35,OOOcps的黏度。
5.如權(quán)利要求1所述的共混物,其中組分(b)包括一種丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
6.如權(quán)利要求1 至5中任一項所述的共混物,其中組分(a)和(b)按重量計在該共混物中的比例在約40:60至約60:40的范圍內(nèi)。
7.—種生產(chǎn)柔性聚氨酯泡沫組合物的方法,該方法包括 (i)提供一種阻燃劑共混物,該阻燃劑共混物包括以下組分: (a)至少一種環(huán)溴化的芳香族化合物的二酯二醇; (b)至少一種烷基化的三苯基磷酸酯;以及 (c)至少一種受阻酚抗氧化劑,其中酚環(huán)被至少一種鏈烷酸烷基酯基團取代,其中該鏈烷酸部分具有從2至4個碳原子并且該烷基基團具有6至16個碳原子,其中組分(a)和(b)按重量計在該共混物中的比例在30:70至70:30的范圍內(nèi),并且組分(c)按重量計相對組分(a)和(b)的總數(shù)的比例在0.1:100至1:100.的范圍內(nèi) (?)形成一個聚合配制品,該聚合配制品包括一種異氰酸酯、一種多元醇、一種發(fā)泡劑、以及充足量的該阻燃劑共混物以便為產(chǎn)生的柔性泡沫提供阻燃性和焦燒耐受性,并且(iii)聚合所生成的配制品以形成一種阻燃性的耐焦燒的柔性聚氨酯泡沫。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中組分(a)包括四溴代鄰苯二甲酸與一種C2至C6的多羥基的脂肪醇和一種C2至C8的氧化烯的二酯。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其中組分(a)包括四溴代鄰苯二甲酸與二甘醇和環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的二酯,并且在25°C下具有7,500至130,OOOcps的黏度。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其中組分(a)在25°C下具有15,000至35,OOOcps的黏度。
11.如權(quán)利要求7所述的方法,其中組分(b)包括一種丙基化或丁基化的三苯基磷酸酯。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項所述的方法,其中組分(a)和(b)按重量計在該共混物中的比例在40:60至60:40的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求7至11中任一項所述的方法,其中在(ii)中形成的聚合反應配制品包括在3wt%和15wt%之間的阻燃劑共混物。
14.如權(quán)利要求7至11中任一項所述的方法,其中柔性聚氨酯泡沫具有8至48kg/m3的密度。
15.一種柔性聚氨酯泡沫組合物,包括在3被%和15wt%之間的如權(quán)利要求1至5中任一項所述的阻燃劑共 混物。
【文檔編號】C08K5/00GK103476821SQ201280018293
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月14日
【發(fā)明者】C·H·小鮑威爾, M·D·菲利普斯, S·B·法盧恩 申請人:科聚亞公司