[发明专利]阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本公开内容一般性地涉及聚氨酯泡沫和制备所述聚氨酯泡沫的方法。更具体地，本发明涉及表现出阻燃性的聚氨酯泡沫。

背景技术

聚氨酯泡沫表现出宽范围的刚度、硬度和密度。一种类型的聚氨酯泡沫，软质聚氨酯泡沫，尤其可用于对家具制品提供缓冲作用、支撑和舒适性。例如，软质聚氨酯泡沫经常被结合入到家具舒适性制品(例如缓冲垫、衬垫、床垫、罩垫(topperpad)和枕头)中，以及被结合入到家具支撑制品(例如沙发、双人座椅和椅子)中。

其它类型的聚氨酯泡沫尤其可用于车辆(例如机动车)的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)降低组件。例如，可以将某些软质或硬质泡沫结合入到各种内部机动车组件(例如门框)和各种发动机舱组件中，所述组件具有用所述聚氨酯泡沫填充的腔洞。

聚氨酯泡沫通常是可燃的，但可以配制成阻止小明火引燃火源。制备表现出阻燃性的聚氨酯泡沫的各种途径是本领域中已知的。例如，在用于形成所述聚氨酯泡沫的异氰酸酯反应性组分中可以包括阻燃添加剂，该阻燃添加剂包括矿物(例如氢氧化铝)、盐(例如羟甲基盐)、磷化合物、磷酸化的酯、和卤烃或其它卤化的化合物(例如含有溴和/或氯的那些)。

发明内容

发明概述和优点

本发明提供一种聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫具有V-0的初始UL94垂直火焰等级并且在150℃下加热老化一星期后保持V-0的UL94垂直火焰等级。所述聚氨酯泡沫包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分在发泡剂存在下的反应产物。所述异氰酸酯组分包括含有异氰酸酯基的化合物和非反应性磷化合物。所述非反应性磷化合物具有通过热重分析(在氮气中10℃/分钟的加热速率)测量的在200℃以上的累计重量损失为2％或更小。所述异氰酸酯反应性组分包括聚醚多羟基化合物和可膨胀石墨，所述可膨胀石墨存在的量为基于所述聚氨酯泡沫总重量计3至30重量％。

本发明还提供制备所述聚氨酯泡沫的方法。所述方法包括如下步骤：提供如上阐述的异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分，和使所述异氰酸酯组分与所述异氰酸酯反应性组分在所述发泡剂的存在下进行反应以制备所述聚氨酯泡沫。

本发明的聚氨酯泡沫具有V-0的初始UL94垂直火焰等级并且在150℃下加热老化一星期后保持V-0的UL94垂直火焰等级。据信向所述聚氨酯泡沫中添加所述非反应性磷化合物和所述可膨胀石墨的协同效应有助于其改进的抗燃性。此外，所述非反应性磷化合物与所述含有异氰酸酯基的化合物的预混合，与所述非反应性磷化合物与所述异氰酸酯反应性组分的预混合相反，使与在所述异氰酸酯反应性组分中存在水分相关的稳定性问题最小化(所述水分可能对所述聚氨酯泡沫的形成具有不利作用)，并且还通过将单独组分的贮存最小化和限制设备上混合头的数目来提供增加的生产效率和降低的成本。另外，所述非反应性磷化合物与所述异氰酸酯反应性组分的预混合允许更容易地基于所述混合设备的能力和所用的机器产出量调整异氰酸酯与羟基基团的比例。

另外，根据本发明形成的聚氨酯泡沫表现出优异的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)性质和其它支撑性质，例如柔软性和稳定性，甚至在严重加热老化之后，例如在150℃下加热老化一星期之后。根据本发明的聚氨酯泡沫特别适合用于车辆的发动机舱制品，但可以在除了发动机舱之外的其中可以使用聚氨酯泡沫和特别地其中需要NVH降低和阻燃性的其它应用中找到应用。

发明详述

本发明涉及表现出阻燃性的聚氨酯泡沫，以及制备这些聚氨酯泡沫的相关方法。所述聚氨酯泡沫可以是软质聚氨酯泡沫或者硬质聚氨酯泡沫或表现出硬质和软质聚氨酯泡沫二者中的至少一些特性的半硬质聚氨酯泡沫，如下所述。