[发明专利]反应性阻燃剂

说明书

本发明涉及一种含磷醇，其通过一种包括将至少一种醇与本文定义的通式(I)的含磷化合物反应的方法可获得或获得，以及涉及制备含磷醇的方法，其包括将至少一种醇与通式(I)的含磷化合物反应。此外，本发明还涉及本文公开的含磷醇作为阻燃剂的用途，涉及一种制备聚氨酯的方法以及所述聚氨酯。

本发明涉及一种含磷醇，其通过一种包括将至少一种醇与本文定义的通式(I)的含磷化合物反应的方法可获得或获得，以及涉及制备含磷醇的方法，其包括将至少一种醇与通式(I)的含磷化合物反应。此外，本发明还涉及本文公开的含磷醇作为阻燃剂的用途，涉及一种制备聚氨酯的方法以及所述聚氨酯。

存在许多不同的向聚合物(尤其为聚氨酯，且非常尤其为聚氨酯泡沫)提供阻燃性的方法。第一种方法是形成焦壳(char)以防止热量和火焰到达可燃材料。热水解产物将氧从聚合物基质中除去，并导致在聚合物的表面上形成碳层。该碳层会防止火焰引起位于该层下面的塑料的热分解或氧化分解。含磷化合物以及其中的有机磷化合物被广泛用于在发生火灾时形成碳化焦壳。有机磷阻燃剂大多基于磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯或亚磷酸酯和盐。

用于提供阻燃性的第二种方法为气相机理。来自阻燃剂的低反应性自由基清除了源自于聚合物降解产物的各种高反应性自由基，因此通过自由基抑制了火势蔓延。此处，卤素阻燃剂如含溴阻燃剂是特别有效的。另一种特别有效的阻燃剂是磷酸三氯异丙酯(TCPP)，其不仅包含磷酸酯，而且还包含卤素氯，因此通过上述两种机理作用。气相作用也可通过依赖于其结构且尤其是其氧化态的含磷阻燃剂来实现。

然而，卤代阻燃剂——尤其是含溴阻燃剂——因毒理学、环境和监管的原因是不可取的。含卤阻燃剂还增加了发生火灾时的烟密度。因此，正在进行尝试来实现普遍避免使用含卤阻燃剂。

已知的无卤阻燃剂的实例为固体阻燃剂，例如三聚氰胺或多聚磷酸铵。这些固体颗粒对聚合物具有不良影响，尤其是对聚氨酯泡沫的性质具有不良影响。特别地，固体阻燃剂还在聚氨酯的制备中产生问题。例如，聚氨酯的制备优选使用液体原料，包括溶液形式的原料。使用固体颗粒导致在通常用于聚氨酯制备的混合物中产生分离现象，并因此限制了批次的寿命。此外，固体阻燃剂颗粒会磨损计量装置，例如在泡沫设备中。所述阻燃剂还对在发泡过程中的化学过程具有不良影响，并对泡沫的特性具有不良影响。

许多液体阻燃剂，例如磷酸三乙酯(TEP)或乙基膦酸二乙酯(DEEP)，会促进例如来自塑料中的散发物，从而使这些塑料产生难闻的气味。此外，液体阻燃剂还对聚氨酯泡沫制备中的发泡反应具有不良影响，并对泡沫的特性如机械特性具有不良影响。已知的液体阻燃剂也常用作增塑剂。

为了应对散发物的问题，已为聚氨酯开发了可掺入的阻燃剂(incorporatableflame retardants)。适用的阻燃剂(例如购自Clariant的OP560)相对于异氰酸酯通常具有小于或等于2的官能度，并且通常降低了聚氨酯泡沫中的交联密度，因此损害了泡沫的特性，尤其是在硬质聚氨酯泡沫中。

WO 2003/104374 A1、WO 2004/076509 A2和WO 2005/052031 A1记载了与膦酸反应的超支化聚丙烯腈聚丙烯酰胺、聚酰胺和聚胺作为防锈剂、润滑剂、纺织添加剂和阻燃剂的用途。所述化合物不适合用于聚氨酯且尤其是聚氨酯泡沫，因为含氮结构严重影响了泡沫形成过程的催化作用。

WO 2010/080425 A1公开了一种制备羟甲基膦酸酯的方法，其包括：将溶液中的多聚甲醛加热至所需反应温度，其中所述溶剂以至少使多聚甲醛溶剂化或悬浮所需的量存在；向经加热的多聚甲醛中加入至少一种亚磷酸烷基酯以产生羟甲基膦酸酯，以避免或抑制产生显著的放热并产生高/显著水平的酸性副产物的速率将所述亚磷酸烷基酯加入到经加热的多聚甲醛中，在该反应介质中存在至少一种受阻胺催化剂，其中所述胺中的氮直接连接至有机基团的仲碳和/或叔碳；以及任选地，在加入完成后，将反应混合物加热至高温。还公开了所获得的产物用于制备聚氨酯的用途。所获得的聚氨酯显示出散发甲醛的问题。