CN104927020A - 用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物 - Google Patents

用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物 Download PDF

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Abstract

本公开提供了用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物，因为聚氨酯本身具有阻燃性该组合物不需要添加单独的阻燃剂添加剂。根据本公开的用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物，其中，通过包含二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、或它们的混合物作为异氰酸酯化合物而泡沫本身具有阻燃性，从而获得不需要添加单独的阻燃剂的划时代的效果和解决因添加阻燃剂而传统阻燃块状聚氨酯泡沫组合物的物理性能降低问题的效果。

Description

用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物
技术领域
本公开涉及不需要单独的阻燃剂添加剂的用于火焰复合(火焰层合，flame lamination)的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物。
背景技术
通常，“复合(层合，lamination)”是指通过使用粘合树脂或加热而粘合原料和辅助材料来制备产品。原料的实例包括天然皮革、合成皮革和织物。辅助材料可以是软质聚氨酯泡沫。在已知为“火焰粘合(flameadhesion)”的特定复合技术中，通常将用作辅助材料的软质聚氨酯泡沫称为“火焰复合泡沫(flame lamination foam)”。
通常将复合产品用于车辆座椅、沙发、办公椅等的皮革覆盖物或织物覆盖物。通过使它们更舒适并且因此更令人想要，将它们用于升级产品。
用于制备火焰复合泡沫的方法包括多个步骤。通过计量泵称量主要材料和各种添加剂。将它们转移到泡沫发生器的混合头中，搅拌，并且排出至以恒速水平移动的传送带。然后，使它们反应，以便将它们以具有恒定尺寸的块状泡沫的形式连续或间断地制备，固化一定时间，以及加工成适合于消费者需要的尺寸或形状。
用作火焰复合泡沫的软质聚氨酯泡沫是块状泡沫(slabstock foam)。其通过使用多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主要材料并且添加各种添加剂如阻燃剂、催化剂和发泡剂来制备。[韩国专利注册号10-1321576和韩国专利公开号10-2010-0052928]。
用作主要材料的甲苯二异氰酸酯(TDI)是异构体(80％的2,4-甲苯二异氰酸酯和20％的2,6-甲苯二异氰酸酯)的混合物。由于其优异的发泡率，因此它具有容易控制泡沫密度和优异的加工性的优点。然而，当发泡时，泡沫内部的反应热升高至约170℃至180℃，并且该反应热在泡沫内部累积直至反应完成。由于这可能引起焦烧，其中，泡沫内部通过碳化而脱色或着火，因此很可能会降低产品价值。在更严重的情况下，内部反应热的增加可能引起大火。因此，当制备聚氨酯泡沫时，防止内部反应热的累积是非常重要的。
用在火焰复合中的块状聚氨酯泡沫的重要特性是阻燃性。在聚氨酯泡沫应用至车辆内部的情况下，聚氨酯泡沫的阻燃性由当地和产品制备商的标准(例如，FMVSS-302、BS-5852、加利福尼亚第117号等)管制，目的是减少由燃烧时间推迟引起的气体产生并且防止着火。
用于改善聚氨酯泡沫的阻燃性的方法包括：1)使用阻燃剂材料，其中，将阻燃剂原子如磷、氮或卤素化学键合至多元醇或异氰酸酯，以及更通常地，2)添加单独的阻燃剂添加剂。
阻燃剂添加剂的实例包括卤素系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、以及无机阻燃剂。当添加至聚氨酯泡沫时，诸如磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、膦酰基烷基磷酸酯(phosphinylalkyl phosphate ester)(CR530)等的含卤素的磷系阻燃剂由于其卤素和磷原子成分而具有阻燃效果。已知当燃烧时，卤素原子转化为气体类型的分子或原子并且稳定活性基团，因此具有阻燃效果。然而，由于含卤素的阻燃剂添加剂具有低分子量，因此在高温下可以容易扩散。另外，当将包含卤素系阻燃剂的聚氨酯泡沫用作车辆座椅的覆盖物时，卤化氢、由磷酸酯产生的胺盐、以及包含在泡沫的原料中的胺催化剂或磷酸酯的分解物分散在车辆中。在高温条件下，这些化合物的分散可以引起车窗起雾。
进一步地，存在由燃烧情况下产生的气体引起的金属腐蚀的问题，以及随着时间的推移阻燃性降低的问题。德国于1983年宣布，当燃烧含卤素的阻燃剂时产生了二噁英(致癌物质)，预示着发现一系列环境问题。之后，在欧洲国家开始管制释放有毒HCl气体和HBr气体的卤素系阻燃剂的使用。近来，在美国批准了两种阻燃剂如磷酸三(2-氯乙基)酯(TCPP)和磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCPP)的使用监管法案。
因此，由于严格管制单独的阻燃剂添加剂的添加，因此对于开发内在阻燃性的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物存在迫切需要。
在该背景部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此，其可以包含并不形成这个国家中的本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
作为与在上文中描述的现有技术相关的问题的解决方案，本公开的目的是提供具有内在阻燃性(固有阻燃性)的用于火焰复合的块状聚氨酯泡沫组合物，从而消除了对于单独的阻燃剂添加剂的需要。
本公开提供了包含多元醇和异氰酸酯化合物作为主要成分，以及用于形成一般聚氨酯泡沫的其他添加剂的聚氨酯泡沫组合物，可以排除单独的阻燃剂。用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物的一种实施方式，包括：
(1)100重量份的多元醇，所述多元醇包含具有3,000g/mol至8,000g/mol的重均分子量(Mw)和20mg KOH/g至60mg KOH/g的OH值的聚醚多元醇或聚酯多元醇、或它们的混合物；(2)30重量份至70重量份的异氰酸酯化合物，所述异氰酸酯化合物包含选自二苯基甲烷二异氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(polymethylene diphenyl diisocyanate)、以及它们的衍生物中的至少一种；以及(3)1重量份至20重量份的其他添加剂。
在一种实施方式中，异氰酸酯化合物可以进一步包括甲苯二异氰酸酯。
在另一种实施方式中，异氰酸酯化合物可以是60wt％至80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯和20wt％至40wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。
在另一种实施方式中，异氰酸酯化合物可以是20wt％至80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯、聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的混合物与20wt％至80wt％的甲苯二异氰酸酯的混合物。
在另一种实施方式中，二苯基甲烷二异氰酸酯可以具有20wt％至50wt％的NCO含量。
在另一种实施方式中，聚二苯基甲烷二异氰酸酯可以具有370g/mol至390g/mol的重均分子量(Mw)和20wt％至50wt％的NCO含量。
在另一种方面，本公开提供了用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫(slabstock polyurethane foam)，其通过发泡模制(foam-molding)本发明的组合物而制备。
在下文中讨论了本发明构思的其他方面和实施方式以及以上特征和其他特征。
附图说明
现在将参考由附图示出的本公开的某些示例性实施方式详细描述本公开的以上特征和其他特征，附图在下文中仅通过说明的方式给出并且因此不限制本公开，其中：
图1示出了通过使用甲苯二异氰酸酯(TDI)作为异氰酸酯化合物制备的块状聚氨酯泡沫(比较例1)的燃烧性与通过使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)的混合物制备的块状聚氨酯泡沫(实施例3，80wt％:20wt％)的燃烧性的比较；以及
图2示出了通过分别使用TDI(比较例1)、TDI和PMDI的混合物(实施例1，80:20wt％)、TDI和PMDI的混合物(实施例2，50wt％:50wt％)、以及MDI和PMDI的混合物(实施例3，80wt％:20wt％)作为异氰酸酯化合物制备的块状聚氨酯泡沫的燃烧性的比较。
应当理解，附图不必按比例绘制，而是呈现说明本公开的基本原理的各种优选特征的简化的图示。本文中所公开的特定设计特征(包括，例如，特定尺寸、方位、位置和形状)将部分地由具体预期应用以及使用环境来确定。
具体实施方式
现在将在下文中详细地说明本发明构思的各种实施方式，在附图中示出了其实施例并且描述如下。尽管将结合示例性实施方式描述本发明构思，但可以理解，本说明书并非旨在将本公开限于那些示例性实施方式。相反地，本公开旨在不但覆盖示例性实施方式，而且覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种改变、修改、等同物以及其他实施方式。
本公开涉及用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物。
本公开的用于火焰复合的块状聚氨酯泡沫组合物主要由多元醇和异氰酸酯化合物以及通常用于形成聚氨酯泡沫的其他添加剂组成。使用的多元醇和异氰酸酯化合物在泡沫中产生内在阻燃性(integral flameretardancy)。因此，尽管泡沫没有使用单独的阻燃剂添加剂，但其具有足够的阻燃效果。即，本发明构思包括用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物，该泡沫组合物具有不包含阻燃剂作为其他添加剂的新型组成。
将详细地描述包含在根据本公开的用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物中的每种成分。
(1)多元醇
在本公开中，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、或它们的混合物用作多元醇。
聚醚多元醇通过环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的加成聚合而获得，并且可以具有3,000g/mol至8,000g/mol的重均分子量(Mw)以及20mg KOH/g至60mg KOH/g的OH值。此时，将环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的含量控制在EO和PO的总重量的10-20wt％:80-90wt％的范围内是有利的，以便最小化发泡工艺期间的崩塌和收缩。另外，在加成聚合反应中，可以将选自由以下组成的组中的至少一种用作聚合引发剂：乙二醇、丙三醇、三乙醇胺、季戊四醇、甲苯二胺、乙二胺、4,4′-二氨基二苯甲烷、山梨醇、以及蔗糖。
聚酯多元醇通过二羧酸化合物和多元醇化合物的脱水缩合而获得，并且可以具有3,000g/mol至8,000g/mol的重均分子量(Mw)以及20mgKOH/g至60mg KOH/g的OH值。二羧酸化合物可以是选自由对苯二甲酸、亚乙基己二酸(ethylene adipic acid)、丁基己二酸(butyl adipic acid)、1,6-己二酸(1,6-hexane adipic acid)、二亚乙基己二酸(diethylene adipicacid)、以及邻苯二甲酸组成的组中的至少一种。多元醇化合物可以是选自由1,4-丁二醇和乙二醇组成的组中的至少一种。
用在本公开中的聚醚多元醇和聚酯多元醇不总是限于此，并且可以变化地使用能够用在本领域中的任何聚醚多元醇和聚酯多元醇。
通常有利的是，将聚醚多元醇或聚酯多元醇的分子量和OH值限于一定范围。例如，当聚醚多元醇或聚酯多元醇的重均分子量(Mw)小于3,000g/mol时，在制备过程中泡沫可能崩解或破裂。当重均分子量(Mw)超过8,000g/mol时，由于收缩的可能性，因此泡沫可能不能维持其初始形状。当OH值(羟基值)小于20mg KOH/g或大于80mg KOH/g时，可以发生类似的结果。
(2)异氰酸酯化合物
在本公开中，可以将选自由以下组成的组中的至少一种用作异氰酸酯化合物：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、以及它们的衍生物。此时，MDI的NCO含量可以是20wt％至50wt％。同样，PMDI的重均分子量(Mw)可以是370g/mol至390g/mol，并且其NCO含量可以是20wt％至50wt％。可以将MDI和PMDI的混合物用作异氰酸酯化合物。混合比MDI:PMDI可以是60-80wt％:20-40wt％,或70-80wt％:20-30wt％。MDI和PMDI的混合物的使用在聚氨酯泡沫中产生内在阻燃性(固有阻燃性)。
进一步地，本公开可以进一步包括甲苯二异氰酸酯(TDI)作为异氰酸酯化合物。然而，甲苯二异氰酸酯(TDI)具有较高的反应热，当制备聚氨酯泡沫时较高的反应热可以引起焦烧，但当将MDI、PMDI、或它们的混合物用作异氰酸酯化合物时，可以解决所述问题，另外的效果是产生内在阻燃性。
为了制备根据本公开的阻燃聚氨酯泡沫，可以使用20wt％至80wt％的MDI、PMDI、或它们的混合物与20wt％至80wt％的甲苯二异氰酸酯(TDI)的混合物作为异氰酸酯化合物。更优选地，可以使用40wt％至60wt％的MDI、PMDI或它们的混合物与40wt％至60wt％的甲苯二异氰酸酯(TDI)的混合物作为异氰酸酯化合物。
根据参考文献[Can.J.Chem.1962,40,p.23～30"ThermochemicalStudies of Some Alcohol-Isocyanate Reactions"；"Flexible PolyurethaneFoam",1991.Chap.2.4]，计算了用于制备聚氨酯泡沫的反应中的每个异氰酸酯化合物的反应热容。结果，与甲苯二异氰酸酯(TDI)相比，MDI的反应热容低约31％，并且PMDI的反应热容低约35％。当形成聚氨酯泡沫时，当与甲苯二异氰酸酯(TDI)相比时，MDI和PMDI具有相对较低的生成热，从而具有防止如在上文中讨论的焦烧的作用，并且改善了物理性能如硬度和永久压缩变形的劣化。
以上描述了通过使用MDI、PMDI或它们的混合物作为异氰酸酯化合物，通过与某些多元醇反应为聚氨酯泡沫提供阻燃性的效果。为了将该阻燃性最大化，可以将MDI的NCO含量限于20wt％至50wt％，并且可以将PMDI的重均Mw和NCO含量分别限于370g/mol至390g/mol和20wt％至50wt％。
另外，在本公开中，可以限制用作异氰酸酯化合物的MDI和PMDI的NCO含量，以便当制备聚氨酯泡沫时通过优化发泡率(foaming ratio)来获得所需的物理性能。在某些情况下，当用作异氰酸酯化合物的MDI和PMDI的NCO含量小于20wt％时，发泡率可能变低，这可能会引起物理性能劣化，并且当其超过50wt％时，可能发生收缩、破裂、撕裂和/或崩解。然而，即使超过所述范围，也将达到本公开的目的。
(3)其他添加剂
除了多元醇和异氰酸酯化合物之外，本公开的聚氨酯泡沫组合物可以包含其他添加剂。在本发明公开内容的组合物中，其他添加剂可以是选自由以下组成的组中的至少一种：发泡剂、催化剂、交联剂、表面活性剂、以及开孔剂。基于100重量份的多元醇，可以以0.1重量份至50重量份，并且优选1重量份至20重量份的量适当地包含这些其他添加剂，并且在本公开中，可以不限制其他添加剂的选择。本发明构思不要求阻燃剂作为添加剂。然而，可以添加少量的阻燃剂添加剂。
即，在相关技术中，阻燃剂添加剂对于获得阻燃块状聚氨酯泡沫是必不可少的，但在本公开中，通过选择作为主要成分的多元醇和异氰酸酯化合物，聚氨酯泡沫自身具有阻燃性。因此，在没有添加单独的阻燃剂添加剂的情况下，能够获得阻燃块状聚氨酯泡沫。本公开的块状聚氨酯泡沫组合物具有的优点在于，在不包含阻燃剂添加剂的情况下，其能够表现出足够的阻燃性。然而，遇必要时，将少量的阻燃剂添加剂添加至聚氨酯泡沫组合物将仍然包括在本发明构思的范围内。在下文中详细地描述了本公开的块状聚氨酯泡沫组合物的其他添加剂的实例。
本公开的聚氨酯泡沫的可能添加剂的一个实例是发泡剂。可以选择发泡剂以优化泡沫的各种物理性能如密度。发泡剂可以是水。另外地或可替换地，可以使用选自由以下组成的组中的至少一种：二氯甲烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、二甲醚、丙酮、以及二氧化碳(CO2)。因此，在本公开中，没有特别地限制发泡剂的量。然而，基于100重量份的多元醇，发泡剂的量可以是0.1重量份至40重量份。
可以添加至聚氨酯泡沫的组分的另一个实例是催化剂。催化剂起促进多元醇和异氰酸酯化合物之间的反应的作用。这种催化剂可以是选自以下中的至少一种：叔胺催化剂如三亚乙基二胺、三乙胺、N-甲基吗啉和N-乙基吗啉，以及有机锡催化剂如辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。基于100重量份的多元醇，可以以0.1重量份至3重量份，并且优选0.3重量份至2重量份的量使用催化剂。另一种可能的添加剂是交联剂。交联剂可以是二醇类型的或胺类型的。例如，交联剂可以选自以下：乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、三亚乙基四胺(triethylene tetramine)、4,4-二苯基甲烷二胺、2,6-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺、2,4-甲苯二胺、以及2,6-甲苯二胺，但不总限于此。基于100重量份的多元醇，可以以0.001重量份至10重量份，并且优选0.01重量份至5重量份的量使用交联剂。
又一种可能的添加剂是表面活性剂。当在聚氨酯泡沫内部形成泡孔(cell)时，表面活性剂起防止形成的泡孔汇合或破坏的作用，并且起控制形成具有均匀形状和尺寸的泡孔的作用。这种表面活性剂可以是通常用在本领域中的任何表面活性剂，并且没有对其进行特别限制。其通常可以是有机硅类表面活性剂。有机硅类表面活性剂可以是选自硅油及其衍生物中的至少一种。基于100重量份的多元醇，可以以0.3重量份至5重量份，并且优选0.5重量份至2重量份的量使用表面活性剂。此时，如果使用的表面活性剂的量太小，形成的泡沫可能不均匀，并且如果所述量太大，泡沫可能收缩。
可能的添加剂的另一种实例是开孔剂。开孔剂可以是聚醚多元醇。具体地，开孔剂通过环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的加成聚合获得，并且可以使用聚醚多元醇，其中，重量比EO:PO是50-80wt％:20-50wt％，重均分子量(Mw)是3,000g/mol至8,000g/mol，并且OH值是20mg KOH/g至60mg KOH/g。基于100重量份的多元醇，可以以1重量份至20重量份，并且优选2重量份至8重量份的量使用开孔剂。此时，如果开孔剂的量太小，泡沫可能收缩，从而不能维持其起初形状，并且如果量太大，泡沫可能崩解或破裂。
实施例
以下实施例说明了本发明构思，而并不旨在限制本发明构思。
实施例1至6和比较例1至8
通过根据在以下表1和表2中示出的成分和含量比使多元醇、交联剂、催化剂、有机硅表面活性剂、开孔剂和水混合来制备多元醇树脂预混合料，并且随后将异氰酸酯化合物添加至其中。将样品使用指数105收集，混合和搅拌，并且随后将其注射在400x 400x 400mm的箱子模具中。确认了反应性和外观，并且随后在第二天测量了燃烧性、密度、硬度、拉伸强度、伸长率、以及撕裂强度。
[用于评价物理性能的方法]
(1)成型密度：通过KS-M-6672测量
(2)伸长率：通过KS-M-ISO-7214测量
(3)拉伸强度：通过KS-M-ISO-7214测量
(4)撕裂强度：通过KS-M-ISO-7214测量
(5)燃烧性：通过FMVSS-302,MS-300-08测量
泡沫长度：350mm，宽度：100mm，厚度：13mm
燃烧性评价：◎、O(S.E：自熄)、△、X(燃烧性)
[使用的成分]
1)多元醇
a)H-6000：聚醚多元醇(Kumho Petrochemical)；通过使用丙三醇作为引发剂，以及在15wt％:85wt％的含量比下加成聚合环氧乙烷和环氧丙烷制备的聚醚多元醇，5,500g/mol至6,500g/mol的重均分子量(Mw)、28mg KOH/g的OH值。
b)U-1340：聚酯多元醇(Union Chemicals,Inc)；3,500g/mol至4,500g/mol的重均分子量(Mw)、28mg KOH/g的OH值。
2)异氰酸酯
a)TDI：甲苯二异氰酸酯(KPX Chemical Co.Ltd)，48.3wt％的NCO含量。
b)TM-20：80wt％的甲苯二异氰酸酯和20wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯(Mw：380)(Kumho Mitsui Chemicals Inc)的混合物，45.0wt％的NCO含量。
c)TM-50：50wt％的甲苯二异氰酸酯和50wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯(Mw：380)(Kumho Mitsui Chemicals Inc)的混合物，40.0wt％的NCO含量。
d)CG-29N：80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯和20wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯(Mw：380)(Kumho Mitsui Chemicals Inc)的混合物，27.5wt％的NCO含量。
e)G-130B：20wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯和80wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯(Mw：380)(Kumho Mitsui Chemicals Inc)的混合物，31.5wt％的NCO含量。
3)其他添加剂
a)交联剂：二乙醇胺
b)胶凝催化剂：33LV(胺催化剂，OSI)
c)发泡催化剂：A-1(胺催化剂，OSI)
d)表面活性剂：L-5309(Momentive)
e)开孔剂Y-8331(SKC)；通过使用丙三醇作为引发剂，以及在70wt％:30wt％的含量比下环氧乙烷和环氧丙烷的加成聚合而制备的聚醚多元醇，5,000g/mol的重均分子量(Mw)、30mg KOH/g的OH值。
f)阻燃剂：TCPP(磷酸三(2-氯丙基)酯)
[表1]
如在表1中示出的，实施例1至4是包含MDI、PMDI或它们的混合物作为异氰酸酯化合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，与包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的比较例1相比，它们的阻燃性显著改善了。即使在实施例1至4中，实施例3和实施例4是包含MDI和PMDI的混合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，与仅包含PMDI的实施例1和实施例2相比，它们的阻燃性更好。进一步地，实施例3和实施例4是通过改变MDI和PMDI的混合比制备的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，保持80wt％:20wt％的MDI:PMDI的实施例3具有改善物理性能如伸长率、拉伸强度、和撕裂强度、以及阻燃性的效果。
相反地，比较例1至4是包含甲苯二异氰酸酯(TDI)作为异氰酸酯化合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，仅当使用增加阻燃剂含量比率时，它们才示出了阻燃性。然而，可以确定的是，随着阻燃剂含量增加，显著劣化了物理性能。
[表2]
以上表2示出了使用聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物作为多元醇的块状聚氨酯泡沫组合物。
如在表2中示出的，实施例5至8是包含MDI、PMDI或它们的混合物作为异氰酸酯化合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且其确认了与包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的比较例6相比，这些具有显著改善的阻燃性。即使在实施例5至8中，实施例7和实施例8是使用MDI和PMDI的混合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，与仅使用PMDI的实施例5和实施例6相比，这些具有优异的阻燃性。进一步地，实施例7和实施例8是通过改变MDI和PMDI的混合比制备的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，保持MDI:PMDI的80wt％:20wt％的比率的实施例7具有改善物理性能如伸长率、拉伸强度、和撕裂强度、以及阻燃性的效果。
相反地，比较例5至8是包含甲苯二异氰酸酯(TDI)作为异氰酸酯化合物的块状聚氨酯泡沫组合物，并且可以确定的是，仅当使用增加阻燃剂含量比率时，它们才显示出阻燃性。然而，可以确定的是，随着阻燃剂含量增加，显著劣化了物理性能。
另外，图1是示出了在实施例3和比较例1中制备的块状聚氨酯泡沫的燃烧性的比较结果的图像，并且图2是示出了在实施例1至3和比较例1中制备的块状聚氨酯泡沫的燃烧性的比较结果的图像。
如在图1-2中描述的，其确认了与比较例1相比，根据本公开的实施例1至3的块状聚氨酯泡沫具有显著优异的阻燃性。
如以上描述的，根据本公开的用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物，其中，泡沫本身通过包含MDI、PMDI、或它们的混合物作为异氰酸酯化合物具有阻燃性，从而获得不需要添加单独的阻燃剂的无与伦比的效果和解决因添加阻燃剂降低了传统的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物的物理性能的问题的另外的效果。
因此，本公开的阻燃块状聚氨酯泡沫组合物用作用于垫层，尤其是车辆内部的车辆座椅以及其他产品的材料是有用的。
由于本公开的块状聚氨酯泡沫组合物是内在阻燃的(integrally flameretardant)，因此其具有不需要添加单独的阻燃剂添加剂的优点。因此，不同于使用阻燃剂添加剂，其不会产生发烟物质或致癌物质。
另外，由于本公开的块状聚氨酯泡沫组合物不需要添加甲苯二异氰酸酯(TDI)作为异氰酸酯化合物，并且替代地，可以使用具有低反应热的某些异氰酸酯化合物如二苯基甲烷二异氰酸酯和聚二苯基甲烷二异氰酸酯，因此当发泡时通过降低生成热可以防止焦烧，并且改善物理性能如硬度和永久压缩变形的劣化。
参考本发明构思的多个实施方式，已经详细描述了本发明构思。然而，本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中作出改变，本发明的范围限定在所附权利要求及其等同物中。

Claims (12)

1.一种用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，包含：多元醇、异氰酸酯化合物、以及至少一种其他非阻燃剂添加剂。
2.根据权利要求1所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，包含：
(1)100重量份的多元醇，所述多元醇包含具有3,000g/mol至8,000g/mol的重均分子量(Mw)和20mg KOH/g至60mg KOH/g的OH值的聚醚多元醇或聚酯多元醇、或它们的混合物；
(2)30重量份至70重量份的异氰酸酯化合物，所述异氰酸酯化合物包含二苯基甲烷二异氰酸酯、聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的混合物；以及
(3)1重量份至20重量份的其他添加剂。
3.根据权利要求1所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述异氰酸酯化合物进一步包括甲苯二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述异氰酸酯化合物是60wt％至80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯和20wt％至40wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述异氰酸酯化合物是70wt％至80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯和20wt％至30wt％的聚二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。
6.根据权利要求3所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述异氰酸酯化合物是20wt％至80wt％的二苯基甲烷二异氰酸酯、聚二苯基甲烷二异氰酸酯、或它们的混合物与20wt％至80wt％的甲苯二异氰酸酯的混合物。
7.根据权利要求2、4-6中任一项所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述二苯基甲烷二异氰酸酯具有20wt％至50wt％的NCO含量。
8.根据权利要求2、4-6中任一项所述的用于火焰复合的聚氨酯泡沫组合物，其中，所述聚二苯基甲烷二异氰酸酯具有370g/mol至390g/mol的重均分子量和20wt％至50wt％的NCO含量。
9.一种用于火焰复合的阻燃块状聚氨酯泡沫，所述阻燃块状聚氨酯泡沫通过发泡模制根据权利要求1至8中任一项所述的组合物而制备。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫，其中，所述聚氨酯泡沫是内在阻燃的。
11.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫，进一步包括少量的阻燃剂添加剂。
12.一种制备包含多元醇、异氰酸酯化合物、以及至少一种其他非阻燃剂添加剂的聚氨酯泡沫的方法，其中，所述聚氨酯泡沫是内在阻燃的。
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