[发明专利]柔性聚氨酯泡沫用的反应性阻燃剂

说明书

本发明提供在柔性聚氨酯泡沫中充当非常高效的反应性阻燃剂的二烷基含磷化合物，即反应性单羟基官能的二烷基次膦酸酯。本发明进一步提供包括所述单羟基官能的二烷基次膦酸酯与多元醇和异氰酸酯泡沫形成组分的反应产物的防火聚氨酯组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月24日提交的、序列号为62/536,260的美国临时专利申请的权益，该申请在此并入作为参考。

技术领域

本公开在此提供反应性二烷基含磷化合物，即羟基官能的二烷基次膦酸酯的用途，其在与多元醇和异氰酸酯反应时，在柔性聚氨酯泡沫(泡沫体，foam)中充当高效的反应性阻燃剂。本发明进一步提供防火的柔性聚氨酯泡沫，其中所述羟基官能的二烷基次膦酸酯反应并引入到柔性聚氨酯泡沫的聚合物基体中。措辞“防火剂”和“阻燃剂”在本文中可互换地使用。

背景技术

已知的是，溴化的或基于磷的阻燃剂是高度有效的并且在很多情形中是用于降低合成材料例如柔性聚氨酯泡沫的起火(火灾)风险的唯一选项。然而，提升的公众和政府对化学品(和特别是阻燃剂)的监督力度在近些年来一直在增强。目的是朝向更加可持续的、反应性的、聚合物的和/或不含卤素的新产品。如果阻燃剂反应到聚合物基体中并且无法浸出，则监督力度将大大减弱。

因此，对于这样的用于柔性聚氨酯的反应性的含磷防火剂存在需求：其拥有特征诸如高的磷含量、透明的浅色以及与在聚氨酯工业中使用的聚醚多元醇和聚酯多元醇的良好的相容性。

发明内容

本发明提供反应性二烷基含磷单羟基官能的化合物，其拥有非常令人满意的阻燃特性且具有与柔性聚氨酯泡沫形成体系的多元醇组分的良好的相容性。如本文中使用的表述“柔性聚氨酯泡沫形成体系”将理解为包括多元醇、异氰酸酯和如本文中描述的反应性二烷基含磷单羟基官能的化合物。所述单羟基官能的二烷基次膦酸酯化合物通过它们的单个羟基官能团而具有充分的反应性，并且与二-或三-羟基官能的二烷基次膦酸酯化合物相比更容易配制(formulate)。令人惊讶地发现，尽管本文的反应性单羟基官能的二烷基次膦酸酯化合物的羟基官能团的含量较低，但其可以例如通过与柔性聚氨酯泡沫形成体系的异氰酸酯组分的反应而进行反应并引入到柔性聚氨酯泡沫的聚合物结构中，而不破坏柔性聚氨酯泡沫的弹性性质。这意味着，本发明的阻燃剂变成一体化(整合)到柔性泡沫基体中，使得它们不释放到环境中并且不太可能渗透通过活组织的细胞膜，并且因此不造成健康危害。本发明进一步提供上述柔性聚氨酯泡沫形成体系，包括但不限于本文所述的反应性二烷基含磷单羟基官能的化合物。

如本文中使用的术语“泡沫”指的是柔性聚氨酯泡沫。本文中描述为或本文中主张为包括经反应的通式(I-A)和/或(I-B)的单羟基官能的二烷基次膦酸酯化合物(通式(I-B)代表多醇(多元醇，polyalcohol)经部分磷酰化(磷酸化，phosphorylation)的包含至少一个含磷基团的含磷二元醇和/或多元醇反应产物的组)、基本由其组成、或由其组成的柔性聚氨酯泡沫在本文中均理解为包含前述式作为反应性材料，即前述式反应到柔性聚氨酯材料的结构中，在该情形中前述式可不以或将不以如本文中所描述的相同结构式存在，而是将作为二元醇和/或多元醇、异氰酸酯和本文中描述的结构式的反应产物存在于柔性聚氨酯材料中。

本文使用的术语“多元醇”将理解为还可能定义为二元醇和/或多元醇。

本发明提供通式(I-A)和(I-B)的单羟基官能的二烷基次膦酸酯化合物、以及通式(I-B)的包含至少一个含磷基团的多醇的部分磷酰化的含磷二元醇和/或多元醇反应产物的组，其中式(I-A)为：

其中：