CN114341223A - 柔性聚氨酯泡沫及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于铁路的低可燃性、低发烟和低毒性的聚氨酯泡沫。
Description
本发明涉及一种用于铁路的低可燃性、低发烟和低毒性的聚氨酯泡沫。
背景技术
如下获得的聚氨酯(PU)泡沫是已知的且有许多的记载：通过在催化剂、发泡剂、阻燃剂、助剂和/或添加剂存在下，使有机二异氰酸酯和/或多异氰酸酯与含有至少两个呈反应性的氢原子的化合物(并且如果需要，还有分子量最高至约400g/mol的链增长剂和/或交联剂)进行反应而获得；所述含有至少两个呈反应性的氢原子的化合物例如为聚氧化烯多胺、和/或优选有机多羟基化合物，特别是分子量例如为300至6000g/mol的聚醚醇。这些PU泡沫广泛应用于许多领域，例如但不限于汽车座椅/扶手、泡沫地毯背衬和家具。
铁路应用，特别是内部铁路部件，要求具有高的阻燃性能，如燃烧时火焰蔓延、放热和发烟。欧盟已批准为铁路应用引入新的协调防火标准，即EN-45545，以取代每个成员国当前所有有效的不同标准。该标准对这些应用中使用的材料所允许的放热、烟雾密度和毒性以及火焰蔓延特性提出了严格的要求。EN-45545中的烟雾密度(Ds-4)是根据ISO 5659-2测量的四分钟后的烟雾密度，EN-45545中的放热是根据ISO 5660-1测量的最大平均放热速率(MARHE)，以及EN-45545中的火焰蔓延是根据ISO 5658-2测量的熄灭时的临界热通量(CFE)。
已指定危险等级(HL1至HL3)，以反映因为火灾可能造成的人身伤害的程度。该水平基于停留时间，并与操作和设计类别有关。HL1是最低危险等级，一般用于在相对安全的条件下运行的车辆(容易疏散的车辆)。HL3是最高危险等级，代表最危险的操作/设计类别(难以疏散和/或耗时疏散的车辆，例如在地铁车厢里)。针对不同的应用类型，制定了不同危险等级的测试要求。
DIN EN 45545-2 R21应用包括座椅/床垫装饰品的组装，对其的要求非常严格。尤其对于HL3类别，根据ISO 5660-1测定的MARHE等于或小于50kW/m2，根据ISO 5659-2测定的光学烟雾密度(Ds)小于200m2/m2，根据ISO 5659-2测定的毒性指数(CITg)小于0.75，这些是难以达到的。特别要求过夜旅程的火车(例如更长的旅行路程的火车)符合这些标准。
在低可燃性、低发烟和低毒性要求之外，也希望不影响PU泡沫的机械性能。由于在发泡过程中加入合适的添加剂或阻燃剂包，所以得到的PU泡沫的机械性能更差或劣化。即便如此，也进行了一些尝试以提供适用于铁路应用的PU泡沫。例如，EP 3 101 045A1记载了用于铁路车辆中座椅装饰、卧铺和铺位的PU泡沫，其具有低可燃性，低发烟量和低烟雾毒性。其中生成PU泡沫的配方物包含阻燃剂的混合物，所述阻燃剂主要是基于磷酸盐的。
此外也有几篇现有技术的文件记载了PU泡沫配方物。然而，它们不符合EN-45545对于铁路应用的标准。US 6,660,783 B2记载了这样的PU泡沫，其具有高回弹性和可接受的机械性能。另一份US 6,087,410 B1记载了制备PU泡沫的方法，可以在生成泡沫的配方物中混入添加剂，例如阻燃剂。
尽管在本领域已知这种PU泡沫配方，其中可以在发泡过程中加入阻燃剂，但是对于获得符合EN-45545对铁路应用要求的PU泡沫并没有过多的记载。特别是符合EN-45545-2对于R21应用要求的PU泡沫在本领域中是未知的。此外，具有可接受机械性能的配方物也是本领域未知的。
因此，本发明的目的是提供一种符合EN-45545-2对于铁路应用要求的PU泡沫，其具有低可燃性、低发烟和低毒性，而不影响机械性能。
发明内容
出乎意料地，发现上述目的通过如下文记载的本发明和权利要求书中所示的本发明来实现。
因此，在一个方面，本发明涉及聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫通过使包含以下组分的反应性组合物反应而获得，所述组分为：
(A)异氰酸酯组分，和
(B)异氰酸酯反应性组分，包含
(a)至少一种聚醚多元醇，其平均官能度为1.9至5.0，且OH值为10mg KOH/g至1000mg KOH/g，
(b)至少一种表面活性剂，
(c)至少一种胺催化剂，和
(d)水，
所述反应在(C)的存在下进行：
(C)阻燃剂混合物，包含(i)70重量％至99重量％的可膨胀石墨，和(ii)1重量％至30重量％的多磷酸铵，基于阻燃剂混合物的总重量计，
其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1：5至5：1。
在另一个方面，本发明涉及制备上述聚氨酯泡沫的方法，所述方法通过在阻燃剂混合物存在下，使包含异氰酸酯组分和异氰酸酯组分的反应性组合物发生反应而进行，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1：5至5：1。
在另一个方面，本发明涉及包含上述聚氨酯泡沫的成型制品。
在另一个方面，本发明涉及制备上述成型制品的方法。
在另一个方面，本发明涉及一种包含上述聚氨酯泡沫的铁路部件。
具体实施方式
在描述本发明的组合物和配方之前，应理解本发明并不受限于所描述的特定组合物和配方，因为这些组合物和配方当然是可以改变的。也应当理解，本文使用的术语并不旨在于限制，因为本发明的范围仅由所附权利要求限制。
如本文所用，术语“包含”(comprising，comprises，comprised of)与“包括”(including，includes)或“含有”(containing，contains)同义，是包容性的或开放式的，并且不排除另外的、未列举的元件、元素或方法步骤。应当理解，本文使用的术语“包含”包括术语“由……组成”(consisting of，consists，consists of)。
此外，说明书中和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”等类似的词用于区分相似的部分(element)，并不一定是用于描述顺序次序或时间次序。应理解，所使用的术语在合适的情形下是可互换的，以及本文描述的本发明的实施方案可以按照与本文描述或说明的顺序不同的其他顺序操作。在术语“第一”、“第二”、“第三”或“(A)”、“(B)”和“(C)”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”、“i”、“ii”等涉及方法、用途或测定的步骤时，在步骤之间没有时间或时间间隔连接，即可以这些步骤同时进行，或这些步骤之间存在数秒、数分钟、数小时、数天、数周、数月甚至数年的时间间隔，除非在本申请的上下文中另有说明。
在以下的段落中，将更详细地限定本发明的不同方面。如此限定的每一方面可以与任何其他的一个或多个方面组合，除非有与此相反的清楚的说明。特别是，被指明为优选或有利的任何特征可以和被指明为优选或有利的任何其他的一个或多个特征组合。
在本说明书通篇，“一个实施方案”或“一种实施方案”是指在本发明的至少一个实施方案中包括与实施方案相关地描述的特定的特征、结构或特点。因此，本说明书通篇多处出现的短语“在一个实施方案中”或“在一种实施方案中”并不一定都是指相同的实施方案，但是可以是相同的实施方案。此外，如本领域技术人员由本公开内容可以显而易见的，多个特定的特征、结构或特点可以按照任何合适的方式组合。此外，虽然本文描述的一些实施方案包括了在其他实施方案中包括的一些特征，但不包括其他特征，然而不同实施方案的特征的组合在本发明的范围之内，并且构成不同的实施方案，如本领域技术人员能够理解的。例如，在所附的权利要求书中，任何要求保护的实施方案都可以任意组合的方式使用。
此外，本说明书通篇定义的范围也包含端点值，即，范围1至10意指1和10也包含在范围内。为免生疑问，申请人有权根据适用的法律使用任何的等同物。
PU泡沫
本发明的一个方面为实施方案1，涉及PU泡沫，其通过使包含以下组分的反应性组合物反应而获得，所述组分为：
(A)异氰酸组分，和
(B)异氰酸酯反应性组分，包含
(a)至少一种聚醚多元醇，其平均官能度为1.9至5.0，且OH值为10mg KOH/g至1000mg KOH/g,
(b)至少一种表面活性剂，
(c)至少一种胺催化剂，和
(d)水，
所述反应在(C)的存在下进行：
(C)阻燃剂混合物，包含(i)70重量％至99重量％的可膨胀石墨和(ii)1重量％至30重量％的多磷酸铵，基于阻燃剂混合物的总重量计，
其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
在一个实施方案中，实施方案1的PU泡沫为柔性PU泡沫。该柔性PU泡沫具有根据DIN EN ISO 845测得的50kg/m3至120kg/m3的密度。
在另一个实施方案中，实施方案1中异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分(B)的混合比(A):(B)为1.0:4.0至4.0:1.0。
在另一个实施方案中，实施方案1中异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分(B)以40至200的指数存在。在另一个实施方案中，指数为40至180，或40至160。在另一个实施方案中，指数为40至150、或50至150、或60至140。在另一个实施方案中，指数为60至130、或60至120、或60至110、或60至100、或80至100。异氰酸酯指数表示NCO基团和异氰酸酯反应性基团的摩尔比。指数100为1:1比例。
在本文中，异氰酸酯组分(A)可称为A系(side)组分或异系，而异氰酸酯反应性组分可称为B系组分或树脂系。
异氰酸酯组分(A)
在一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯组分(A)包含芳族异氰酸酯或脂族异氰酸酯。应理解异氰酸酯包括单体和聚合形式的脂族或芳族异氰酸酯。术语“聚合的”是指聚合级的脂族或芳族异氰酸酯，它们彼此独立地包含不同的低聚物和同系物。
在一个实施方案中，异氰酸酯的NCO含量为20重量％至50重量％，或20重量％至40重量％，或30重量％至40重量％，或30重量％至35重量％。
在一个实施方案中，脂族异氰酸酯选自四亚甲基1,4-二异氰酸酯，五亚甲基1,5-二异氰酸酯，六亚甲基1,6-二异氰酸酯，十亚甲基二异氰酸酯，1,12-十二烷二异氰酸酯，2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯，2,4,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯，2-甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯，环丁烷-1,3-二异氰酸酯，1,2-、1,3-和1,4-环己烷二异氰酸酯，2,4-和2,6-甲基环己烷二异氰酸酯，4,4'-和2,4'-二环己基二异氰酸酯，1,3,5-环己烷三异氰酸酯，异氰酸酯基甲基环己烷异氰酸酯，异氰酸酯基乙基环己烷异氰酸酯，双(异氰酸酯基甲基)-环己烷二异氰酸酯，4,4'-二异氰酸酯基二环己基甲烷，五亚甲基1,5-二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯及其混合物。
在一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯组分(A)包含芳族异氰酸酯。在另一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯组分(A)仅由芳族异氰酸酯组成。
合适的芳族异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2,4,6-甲苯三异氰酸酯，1,3-二异丙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1-甲基-3,5-二乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基-亚苯基-2,4-二异氰酸酯、3,3'-二乙基-联苯基-4,4'-二异氰酸酯、3,5,3',5'-四乙基-二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、3,5,3',5'-四异丙基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、1-乙基-4-乙氧基-苯基-2,5-二异氰酸酯、1,3,5-三乙基苯-2,4,6-三异氰酸酯、1-乙基-3,5-二异丙基苯-2,4,6-三异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基苯-2,4,6-三异氰酸酯及其混合物。
在另一个实施方案中，芳族异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2,4,6-甲苯三异氰酸酯，1,3-二异丙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1-甲基-3,5-二乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基-亚苯基-2,4-二异氰酸酯、3,3'-二乙基-联苯基-4,4'-二异氰酸酯、3,5,3',5'-四乙基-二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、3,5,3',5'-四异丙基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯和1-乙基-4-乙氧基-苯基-2,5-二异氰酸酯。
在另一个实施方案中，芳族异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯，亚甲基二苯基二异氰酸酯；聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯；间苯二异氰酸酯；1,5-萘二异氰酸酯；4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯和2,4,6-甲苯三异氰酸酯。在另一个实施方案中，芳族异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯；间苯二异氰酸酯。在另一个实施方案中，异氰酸酯包含亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
可使用亚甲基二苯基二异氰酸酯的三种异构体形式，即2,2'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(2,2'-MDI)，2,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(2,4'-MDI)和4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(4,4'-MDI))。可将亚甲基二苯基二异氰酸酯划分为单体亚甲基二苯基二异氰酸酯和聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯(称为工业级亚甲基二苯基二异氰酸酯)。聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯包括低聚物和亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体。因此，聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯可含有单一的亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体，或者两种或三种亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体的异构体混合物，余量为低聚物。聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯的异氰酸酯官能度通常大于2.0。在这些产品中，异构体比例和低聚物的量可在宽的范围内改变。例如，聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯通常可含有30重量％至80重量％的亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体，余量为所述低聚物。亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体往往是4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯和非常少量的2,2'-亚甲基二苯基二异氰酸酯的混合物。
在另一个实施方案中，也可使用异氰酸酯和多元醇的反应产物及其与其他二异氰酸酯和多异氰酸酯的混合物。
在另一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯组分(A)为聚合MDI，如上所述。
在一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯组分(A)可以进一步包含与异氰酸酯不反应的成分。所述成分包括阻燃剂、表面活性剂、催化剂、以及其他添加剂，如本文所述。
异氰酸酯反应性组分(B)
在一个实施方案中，实施方案1的异氰酸酯反应性组分(B)包含：
(a)至少一种聚醚多元醇，其平均官能度为1.9至5.0，且OH值为10mg KOH/g至1000mg KOH/g，
(b)至少一种表面活性剂,
(c)至少一种胺催化剂，和
(d)水。
在一个实施方案中，实施方案1的聚醚多元醇的平均官能度为1.9至5.0，且OH值为10mg KOH/g至1000mg KOH/g。在另一个实施方案中，平均官能度为1.9至4.0，且OH值为10至500mg KOH/g。根据DIN 53240测定OH值。
可根据已知方法获得合适的聚醚多元醇，例如可通过使用碱金属氢氧化物(例如氢氧化钠或氢氧化钾)，或使用碱金属醇盐(例如甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾或异丙醇钾)为催化剂，并且加入至少一种含胺的起始分子而进行的阴离子聚合来制备，或通过使用路易斯酸(如五氯化锑、氟化硼醚合物等)或漂白土作为催化剂，由一种或多种在亚烷基部分具有2至4个碳原子的环氧烷烃的阳离子聚合来制备。
选择合适的起始分子，使得它们的平均官能度为2.0至5.0。任选地，使用合适的起始分子的混合物。
聚醚多元醇的起始分子包括含胺和含羟基的起始分子。合适的含胺的起始分子包括，例如脂族和芳族二胺如乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、苯二胺、甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷及其异构体。
其他合适的起始分子还包括烷醇胺(例如乙醇胺、N-甲基乙醇胺和N-乙基乙醇胺)，二烷醇胺(例如二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和N-乙基二乙醇胺)，和三烷醇胺(例如三乙醇胺)和氨。
在一个实施方案中，含胺的起始分子选自乙二胺、苯二胺、甲苯二胺及其异构体。
含羟基的起始分子选自：糖醇，例如葡萄糖和季戊四醇；多元酚，酚醛树脂A例如由苯酚和甲醛形成的低聚缩合产物，三羟甲基丙烷，丙三醇，二醇(例如乙二醇、丙二醇)和它们的缩合产物(例如聚乙二醇和聚丙二醇，例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇)和水，或其组合。
在一个实施方案中，含羟基的起始分子是丙三醇。
含2至4个碳原子的合适的环氧烷烃为，例如环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷和氧化苯乙烯。环氧烷烃可以单独使用或者连续交替使用或以混合物使用。在一个实施方案中，环氧烷烃为环氧丙烷和/或环氧乙烷。在另一个实施方案中，环氧烷烃为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，包含大于50重量％的环氧丙烷。
起始分子，特别是含羟基的起始分子，与环氧烷烃进行烷氧化反应获得聚醚多元醇。已发现含有环氧乙烷封端的聚环氧丙烷混合物的聚醚多元醇，如本文所述，具有良好的加工性，尤其是用水作为发泡剂时。此处良好的加工性是指反应性组合物在工业环境中可以一贯性地生产良好质量的泡沫的能力。通过在生产泡沫的期间，一致均匀的泡孔结构、完整的模具填充、一致良好的表面外观、一致的泡沫密度以及泡沫的物理性质的一致性，来表明良好的加工性。
在一个实施方案中，实施方案1的聚醚多元醇为第一聚醚多元醇，其OH值为35mgKOH/g，通过将环氧丙烷和环氧乙烷与作为起始分子的丙三醇进行加成反应得到，具有EO封端嵌段且官能度为3.0。
在另一个实施方案中，实施方案1的聚醚多元醇为第二聚醚多元醇，其OH值为41mgKOH/g的，通过将环氧丙烷和环氧乙烷与作为起始分子的丙三醇进行加成反应得到，具有PO封端嵌段且官能度为3.0。
在另一个实施方案中，实施方案1的聚醚多元醇是包含第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇的混合物。
在另一个实施方案中，实施方案1的聚醚多元醇的含量为70重量％至98重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
在一个实施方案中，本领域中已知的多种表面活性剂都可以用于本发明中。一种类型的表面活性剂是硅氧烷基表面活性剂。本发明的硅氧烷基表面活性剂选自可水解的聚醚-聚硅氧烷嵌段共聚物、不可水解的聚醚-聚硅氧烷嵌段共聚物、氰基烷基聚硅氧烷、聚醚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚醚改性二甲基聚硅氧烷。在一个实施方案中，实施方案1中异氰酸酯反应性组分中的表面活性剂包含聚醚聚硅氧烷和/或聚醚硅氧烷。
在另一个实施方案中，聚醚聚硅氧烷为通式(I)的聚醚聚硅氧烷，
其中，
R1，R2，R3和R4彼此独立地选自烷基、烯基、环烷基、芳基、杂芳基、烷基烷氧基、R9-C(＝O)-、R10-NH-C(＝O)-、R11Si(R12)(R13)-、R14-O-(-R15-O-)j-(CnH2n-)k-；
R9、R10、R11、R12和R13彼此独立地选自烷基、烯基、环烷基、芳基、杂芳基、烷基烷氧基；
R14和R15彼此独立地选自二价亚烷基、亚环烷基、烯基、芳基；
n为1至10的整数；
j和k相互独立地为0至10的整数；和
x和y相互独立地为1至10000的整数。
本文中的术语“烷基”是指无环饱和脂族基团，包括直链或支链烷基饱和烃基，以通式CpH2p+1表示，其中p表示碳原子数，如1、2、3、4等。
在一个实施方案中，烷基指未取代的直链或支链的C1-C30烷基。所述未取代的直链C1-C30烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基。在另一个实施方案中，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基。
术语“烯基”指未取代的直链无环不饱和脂族基团，包括直链烯基不饱和烃基，通式为CpH2p-1，其中p指碳原子数，例如1、2、3、4等。
在一个实施方案中，烯基指未取代的直链C2-C30烯基，选自1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-庚烯基、2-庚烯基、1-辛烯基、2-辛烯基、1-壬烯基、2-壬烯基、1-癸烯基、2-癸烯基、1-十一碳烯基、2-十一碳烯基、1-十二碳烯基、2-十二碳烯基、1-十三碳烯基、2-十三碳烯基、1-十四碳烯基、2-十四碳烯基、1-十五碳烯基、2-十五碳烯基、1-十六碳烯基、2-十六碳烯基、1-十七碳烯基、2-十七碳烯基、1-十八碳烯基、2-十八碳烯基、1-十九碳烯基、2-十九碳烯基、1-二十碳烯基、2-二十碳烯基、2-二十一碳烯基、2-二十二碳烯基、2-二十三碳烯基、2-二十四碳烯基、2-二十五碳烯基、2-二十六碳烯基、2-二十八碳烯基、2-二十九碳烯基、和2-三十碳烯基。在另一个实施方案中，所述烯基选自1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-庚烯基、2-庚烯基、1-辛烯基、2-辛烯基、1-壬烯基、2-壬烯基、1-癸烯基、2-癸烯基、1-十一碳烯基、2-十一碳烯基、1-十二碳烯基、2-十二碳烯基、1-十三碳烯基、2-十三碳烯基、1-十四碳烯基、2-十四碳烯基、1-十五碳烯基、2-十五碳烯基、1-十六碳烯基、2-十六碳烯基、1-十七碳烯基、2-十七碳烯基和1-十八碳烯基。在另一个实施方案中，未取代的直链C2-C30烯基选自1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-庚烯基、2-庚烯基、1-辛烯基、2-辛烯基、1-壬烯基、2-壬烯基、1-癸烯基、2-癸烯基、1-十一碳烯基、2-十一碳烯基、1-十二碳烯基、2-十二碳烯基、1-十三碳烯基、2-十三碳烯基、1-十四碳烯基、2-十四碳烯基、1-十五碳烯基和2-十五碳烯基。在另一个实施方案中，未取代的直链C2-C30烯基选自1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-庚烯基和2-庚烯基。
术语“环烷基”指一种具有单环或二环3至10元饱和环脂基的未取代或支链C3-C10环烷基。未取代或支链C3-C10环烷基是单环或二环C3-C10化合物。未取代或支链C3-C10单环和二环的环烷基的代表性实例选自环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、二环[2.2.1]庚基和二环[3.1.1]庚基。C3-C10单环和二环环烷基可以进一步支化而具有一个或多个相同或不同的烷基，如上所述。支链C3-C10单环和二环的环烷基的代表性实例包括但不限于甲基环己基、二甲基环己基，等。
术语“芳基”指单环、二环或三环的烃环体系，优选具有6至14个碳原子，其中至少一个碳环具有4p+2π电子系统，其中'p'是芳环数。芳基部分可以是未取代的、单取代的或者相同地或不同地多取代的。芳环部分的实例包括但不限于苯基、1-萘基、2-萘基或蒽基。
术语“杂芳基”指芳族单环、二环或三环的烃，所述烃具有5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个碳原子，或甚至是5、6、9或10个原子，其中1至4个碳原子被相同或不同的杂原子替代，所述杂原子包括氧、硫和氮。杂芳基部分可包含1、2、3、4或5个，或者1、2或3个杂原子，所述杂原子独立地选自氧、硫和氮。杂芳基部分可以是未取代或单取代或者相同地或不同地多取代的。合适的杂芳基部分的代表性实例选自呋喃基、吡啶基、噁唑基、噻唑基、吡唑基、嘧啶基、吡咯基、异噁唑基、三唑基、四唑基、哒嗪基、异噻唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、喹啉基和异喹啉基。
术语“亚烷基”是指无环饱和烃链，其与不同的部分连接。亚烷基的代表性实例选自-CH2-CH2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH2CH3)-、-CH2-CH(n-C3H7)-、-CH2-CH(n-C4H9)-、-CH2-CH(n-C5H11)-、-CH2-CH(n-C6H13)-、-CH2-CH(n-C7H15)-、-CH2-CH(n-C8H17)-、-CH(CH3)-CH(CH3)-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)8-、-(CH2)10-、-C(CH3)2-、-CH2-C(CH3)2-CH2-、和-CH2-[C(CH3)2]2-CH2-。在一个实施方案中，C2-C10亚烷基选自下述的一种或多种：-CH2-CH2-、CH2-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH2CH3)-、-CH2-CH(n-C3H7)-、-CH2-CH(n-C4H9)-、-CH2-CH(n-C6H13)-和-(CH2)4-。
在一个实施方案中，通式(I)的聚醚聚硅氧烷为通式(I)(a)的聚醚聚硅氧烷,
其中，
R1，R2，R3和R4相互独立地选自烷基、烯基、R14-O-(-R15-O-)j-(CnH2n-)k-；
R14和R15相互独立地选自二价亚烷基、亚环烷基、烯基、芳基；
n为1至10的整数；
j和k相互独立地为0至10的整数；和
z为1至10000的整数。
在一个实施方案中，R2和R3相互独立地为烷基，选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。在另一个实施方案中，选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。在另一个实施方案中，R2和R3为相同的且选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。在另一个实施方案中，R2和R3为甲基。
在另一个实施方案中，通式(I)(a)中的n为1至8的整数，或1至6，或者甚至是1至4的整数。
在另一个实施方案中，通式(I)(a)中的x和y相互独立地为1至10000的整数，或1至5000、或1至1000、或1至500、或10至500、或甚至是10至250、或者又甚至是10至100的整数。
在本文中，x和y表示的串联分布以形成嵌段聚合的结构或无规聚合的结构，如本领域技术人员所理解的。
另一个实施方案中，非离子表面活性剂包含通式(II)表示的聚醚硅氧烷
其中，
R5、R6、R7和R8相互独立地选自烷基、烯基、环烷基、芳基、杂芳基、烷基烷氧基、R9-C(＝O)-、R10-NH-C(＝O)-、R11Si(R12)(R13)-、R14-O-(-R15-O-)j-(CnH2n-)k-；
R9、R10、R11、R12、和R13相互独立地选自烷基、烯基、环烷基、芳基、杂芳基、烷基烷氧基；
R14和R15相互独立地选自二价亚烷基、亚环烷基、烯基、芳基；
m为1至10的整数；
j和k相互独立地为0至10的整数；以及
z为1至10000的整数。
在一个实施方案中，聚醚硅氧烷由通式(II)(a)表示,
其中,
R5、R6、R7和R8相互独立地选自烷基、烯基、R14-O-(-R15-O-)j-(CnH2n-)k-；
R14和R15相互独立地选自二价亚烷基、亚环烷基、烯基、芳基；
m为1至10的整数；
j和k相互独立地为0至10的整数；以及
z为1至10000的整数。
在一个实施方案中，实施方案1的表面活性剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
在另一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂包含叔胺。合适的催化剂可选自三甲胺、三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、N-甲基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)双亚乙基二胺、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、N-乙酰基N,N-二甲胺、N-椰油-吗啉、Ν,Ν-二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N,N,N'-三甲基-N'-羟乙基双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲基-氨基丙基)N-异丙醇胺、(Ν,Ν-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N,N,N',N'-四甲基己二胺、l,8-二氮杂二环-5,4,0-十一烯-7、Ν,Ν-二吗啉基二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙胺、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙基胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二环己基甲胺、双(N,N-二甲基-3-氨基丙基)胺，和1,2-亚乙基哌啶和甲基-羟乙基哌嗪、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷-2-甲醇、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺及其混合物。
在另一个实施方案中，胺催化剂选自三甲胺、三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、N-甲基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)双亚乙基二胺，、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、N-乙酰基N,N-二甲胺、N-椰油-吗啉、Ν,Ν-二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N,N,N'-三甲基-N'-羟乙基双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲基-氨基丙基)N-异丙醇胺、(Ν,Ν-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N,N,N',N'-四甲基己二胺、l,8-二氮杂二环-5,4,0-十一烯-7、Ν,Ν-二吗啉基二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙胺、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙基胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚和三(二甲基氨基丙基)胺。
在另一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂选自三甲胺、三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、N-甲基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)双亚乙基二胺、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、N-乙酰基N,N-二甲胺、N-椰油-吗啉、N,N,N',N'-四甲基己二胺、l,8-二氮杂二环-5,4,0-十一烯-7、Ν,Ν-二吗啉基二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙胺、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙基胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚和三(二甲基氨基丙基)胺。
在另一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂为三亚乙基二胺，二甲基乙醇胺，N-甲基吗啉，N,N-二甲基苄基胺，N,N-二甲基乙醇胺，N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁烷二胺，吗啉、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)双亚乙基二胺、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)三亚乙基二胺，五甲基二亚乙基三胺，l,8-二氮杂二环-5,4,0-十一烯-7，Ν,Ν-二吗啉基二乙醚，N-甲基咪唑和二甲基氨基丙胺。
在另一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂包含三亚乙基二胺和/或二甲基氨基丙胺。
在另一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂可以和合适的溶剂一起存在。例如，可将1,4-丁二醇和二丙二醇用作合适的溶剂。
在一个实施方案中，实施方案1中胺催化剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
异氰酸酯反应性组分也包含水，起到发泡剂的功能。在一个实施方案中，实施方案1中水的含量为1.0重量％至10.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
在另一个实施方案中，实施方案1中的异氰酸酯反应性组分另外包含至少一种添加剂。合适的添加剂选自发泡剂，开孔剂、染料、颜料、红外吸收材料、稳定剂、增塑剂、抗静电剂、真菌抑制剂、细菌抑制剂、水解控制剂、固化剂、抗氧化剂、碳酸亚烷基酯、碳酰胺和吡咯烷酮。添加剂的含量可为0.1重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
阻燃剂混合物
在一个实施方案中，阻燃剂混合物包含(i)70重量％至99重量％的可膨胀石墨和(ii)1重量％至30重量％的多磷酸铵，基于阻燃剂混合物的总重量计。可以将阻燃剂混合物直接加入到异氰酸酯反应性组分中，以获得实施方案1中的反应性组合物。或者，阻燃剂混合物可作为单独组分加入，类似于异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分，以获得实施方案1中的反应性组合物。
阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。在一个实施方案中，重量比为1:3至3:1。在另一个实施方案中，重量比为1:2。
在一个实施方案中，实施方案1中的阻燃剂混合物中的可膨胀石墨为本领域已知的。实例包括具有已长成石墨层间化合物的碳的层状结构的晶体化合物，所述石墨层间化合物是通过用浓硫酸、硝酸或另外的此类无机酸，和浓硝酸、高氯酸、高锰酸、重铬酸盐或另外的此类强氧化剂，处理天然鳞片石墨、热解石墨、基什(Kish)石墨或另外的此类粉末得到。优选使用已由氨、脂肪族低级胺、碱金属化合物、碱土金属化合物等中和的可膨胀石墨。脂肪族低级胺的实例包括单甲基胺、二甲胺、三甲胺、乙胺等。碱金属化合物和碱土金属化合物的实例包括钾、钠、钙、钡、镁等的氢氧化物、氧化物、碳酸盐、硫酸盐、有机酸盐等。
在另一个实施方案中，实施方案1中的阻燃剂混合物中的可膨胀石墨由石墨与H2SO4或SO4例如具有两个自由负价并连接到环烃的两个自由正价上的SO4生成，所述H2SO4或SO4被纳入石墨网的平面之间。当PU泡沫燃烧时，该石墨膨胀到其体积的100至200倍，释放SO3和/或SO2和水。从而生成一种疏松、膨胀的物质，起到隔离的作用。
除了可膨胀石墨以外，实施方案1的阻燃剂混合物还包含多磷酸铵。多磷酸铵因其阻燃性能被熟知。多磷酸铵是多磷酸和氨的无机盐。多磷酸铵的化学式为[NH4PO3]n，其中n大于100。多磷酸铵的链长度是可变的也可以分支，可大于100，优选大于1000。
在一个实施方案中，多磷酸铵可以被封装或不封装。合适的封装的多磷酸铵记载于US专利4,347,334、4,467,056、和4,639,331并通过引用的方式纳入本说明书。这种封装的多磷酸铵含有包封单个多磷酸盐颗粒的硬化的水不溶性树脂。树脂可以是酚醛树脂、环氧树脂、表面反应硅烷、表面反应三聚氰胺、或三聚氰胺-甲醛树脂。
其他的可任选地作为阻燃剂混合物的一部分加入或直接加入异氰酸酯反应性组分和/或异氰酸酯组分中的阻燃剂包括含磷化合物，选自三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)，三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)，三(2,3-二溴丙基)磷酸酯，三(1,3-二氯丙基)磷酸酯，三(2-氯异丙基)磷酸酯，三甲苯基磷酸酯，三(2,2-二氯异丙基)磷酸酯，二乙基-N,N-双(2-羟基乙基)氨基乙基膦酸酯，三(2,3-二溴丙基)磷酸酯，三(1,3-二氯丙基)磷酸酯，磷酸二铵，乙膦酸二乙酯(DEEP)，三乙基磷酸酯(TEP)，丙膦酸二甲酯(DMPP)，磷酸二苯基甲苯酯(DPK)和间苯二酚-双(二苯基)磷酸酯(RDP)。所述阻燃剂的含量通常可最高达15重量％，基于反应组合物的总重量计。
方法
本发明的另一方面为实施方案2，涉及一种制备上述聚氨酯泡沫的方法，通过在阻燃剂混合物的存在下，使包含异氰酸酯组分与异氰酸酯组分的反应性组合物发生反应而进行，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
在一个实施方案中，异氰酸酯反应性组分和阻燃剂混合物混合，然后与异氰酸酯组分反应。
用于制备PU泡沫的合适的技术为本领域技术人员已知。本发明的一个优点是，实施方案1的反应性组合物可以使用任何常规的发泡技术而获得，并且允许组合物有足够的时间固化并形成PU泡沫。
在一个实施方案中，实施方案2中描述的方法可以是块状方法或闭模成型方法。块状泡沫为一大块，可以切割为应用所需的形状和尺寸。闭模成型方法可以是所谓热成型方法或冷成型方法，其中在封闭的模具中进行发泡。泡沫固化之后，打开模具，取出泡沫。模具中的泡沫表面上可以形成完整的表皮。在加入反应性组合物之前，可在模具中插入薄膜、织物、皮革或其他覆盖物，以生产实施方案2中的PU泡沫。
在另一个实施方案中，为了生产实施方案2中的PU泡沫，首先通过混合实施方案1的异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分(B)获得反应性组合物。B系组分是包含合适量的聚醚多元醇、表面活性剂、胺催化剂、水、阻燃剂混合物和任选添加剂的预混料，如本文所述。根据B系组分的组成，可能需要高于40℃的高温以混合这些组分。优选在低于40℃的温度下，将B系组分混合在一起。之后，按合适的混合比将B系组分与A系组分混合。将得到的反应性组合物处于足以使反应性组合物固化的条件下，从而获得PU泡沫。将反应性组合物引入合适的模具中，以在模具中进行发泡或固化反应以形成所需的PU泡沫。
在另一个实施方案中，可以将与阻燃剂混合物预混的A系组分，和B系组分在合适的混合装置中混合，然后直接倒入模具中。为此目的，可以使用喷嘴，同时混合在高压例如大于50bar下进行。之后，可将反应性组合物倒入模具中，并且在足以生产PU泡沫的条件下。
PU泡沫，如本文所述，符合EN-45545-2标准。EN-45545-2标准详述了用于铁路车辆例如火车中的材料和产品在燃烧期间的燃烧行为的要求。根据该标准，不仅需要对PU泡沫本身，还需要对任何材料组合物的发热量、耗氧量、烟雾密度和烟雾毒性进行测试。术语“任何材料组合物”通常指一种覆盖材料，例如织物、天然皮革、人造皮革等，聚合物、胶合板、木板、特定的纺织品等。
本文所述的PU泡沫具有根据DIN EN ISO 845测定的50kg/m3至120kg/m3的密度，并符合EN-45545-2标准。也就是说，所述PU泡沫具有根据ISO 5660-1HL3测定的等于或小于50kW/m2的最大平均放热(MARHE)，和根据ISO 5659-2HL3测定的小于200m2/m2的光学烟雾密度(Ds)和小于0.75的毒性指数(CITg)。
成型制品
本发明的另一方面为实施方案3，涉及包含上述PU泡沫的成型制品。可将PU泡沫成型为任何需要的形状，并且用于根据EN-45545-2标准要求低可燃性、低发烟和低毒性的用途，特别是符合R21 HL3类的要求。
制备成型制品的方法
本发明的另一方面为实施方案4，涉及一种制备上述成型制品的方法，所述方法包含在模具中成型PU泡沫的步骤。在一个实施方案中，反应性组合物可以直接送入合适的模具，并提供足够的条件以获得所期望的形状的PU泡沫。在一个实施方案中，成型制品是铁路部件。
铁路部件
本发明的另一个方面为实施方案5，涉及包含PU泡沫的铁路部件。|在一个实施方案中，铁路部件为模制或挤出的铁路座椅部件或包层。
在另一个实施方案中，实施方案5中的包层为选自房间隔板、活板、盒子、防护罩(hood)和百叶窗的内部竖直表面；内门、或内门和外门的衬里；窗户隔热层；厨房内表面；选自天花板、活板、盒子、防护罩和百叶窗的内部水平表面；选自顶部和竖直行李架、行李槽和隔室的行李存放区；选自驾驶台的镶板和表面的驾驶台应用；舷梯(gangway)的内表面，选自舷梯膜(波纹管(bellow))内侧和内衬；窗框；具有朝下的表面的任选折叠桌；空气管道的内表面或外表面，或乘客信息装置。
尤其是，铁路部件包括铁路车辆中的座椅装饰、卧铺和铺位。铁路部件符合根据DIN EN 45545-2标准的可燃性要求。
下列实施方案和由对应的引用和连接得到的实施方案的组合更详细地说明了本发明:
I.一种聚氨酯泡沫，通过使包含以下组分的反应性组合物反应而获得，所述组分为：
(A)异氰酸酯组分，和
(B)异氰酸酯反应性组分，包含
(a)至少一种聚醚多元醇，其平均官能度为1.9至5.0且OH值为10mg KOH/g至1000mg KOH/g，
(b)至少一种表面活性剂,
(c)至少一种胺催化剂，和
(d)水，
所述反应在(C)的存在下进行：
(C)阻燃剂混合物，包含(i)70重量％至99重量％的可膨胀石墨和(ii)1重量％至30重量％的多磷酸铵，基于阻燃剂混合物的总重量计，
其中，阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
II.根据实施方案I的聚氨酯泡沫，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:3至3:1。
III.根据实施方案I或II的聚氨酯泡沫，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:2。
IV.根据实施方案I至III中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分以40至200的指数存在。
V.根据实施方案I至IV中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分以60至100的指数存在。
VI.根据实施方案I至V中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯组分(A)和异氰酸酯反应性组分以80至100的指数存在。
VII.根据实施方案I至VI中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯组分包含芳族异氰酸酯或脂族异氰酸酯。
VIII.根据实施方案VII的聚氨酯泡沫，其中芳族异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2,4,6-甲苯三异氰酸酯、1,3-二异丙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1-甲基-3,5-二乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三乙基亚苯基-2,4-二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基-亚苯基-2,4-二异氰酸酯、3,3′-二乙基-双苯基-4,4′-二异氰酸酯、3,5,3′,5′-四乙基-二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、3,5,3′,5′-四异丙基二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、1-乙基-4-乙氧基-苯基-2,5-二异氰酸酯、1,3,5-三乙基苯-2,4,6-三异氰酸酯、1-乙基-3,5-二异丙基苯-2,4,6-三异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基苯-2,4,6-三异氰酸酯及其混合物。
IX.根据实施方案VII或VIII的聚氨酯泡沫，其中芳族异氰酸酯包含亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
X.根据实施方案I至IX中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种聚醚多元醇的平均官能度为1.9至4.0，且OH值为10至500mg KOH/g。
XI根据实施方案I至X中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中至少一种聚醚多元醇的含量为70重量％至98重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XII.根据实施方案I至XI中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种表面活性剂选自聚醚聚硅氧烷和/或聚醚硅氧烷。
XIII.根据实施方案I至XII中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种表面活性剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XIV.根据实施方案I至XIII中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种表面活性剂的含量为0.1重量％至1.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XV.根据实施方案I至XIV中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂包含叔胺。
XVI.根据实施方案I至XV中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂选自三甲胺、三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、N-甲基吗啉、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁二胺、N,N-二甲基哌嗪、双(二甲基氨基乙基)醚、双(2-二甲基氨基乙基)醚、吗啉、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)双亚乙基二胺、4,4'-(氧基二-2,l-乙二基)三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、N-乙酰基N,N-二甲基胺、N-椰油-吗啉、Ν,Ν-二甲基氨基甲基N-甲基乙醇胺、N,N,N'-三甲基-N'-羟乙基双(氨基乙基)醚、N,N-双(3-二甲基-氨基丙基)N-异丙醇胺、(Ν,Ν-二甲基)氨基-乙氧基乙醇、N,N,N',N'-四甲基己二胺、l,8-二氮杂二环-5,4,0-十一碳烯-7、Ν,Ν-二吗啉二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基丙胺、二甲基氨基丙基二丙醇胺、双(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、四甲基氨基双(丙基胺)、(二甲基(氨基乙氧基乙基))((二甲基胺)乙基)醚、三(二甲基氨基丙基)胺、二环己基甲胺、双(N,N-二甲基-3-氨基丙基)胺和1,2-亚乙基哌啶(1,2-ethylene piperdine)和甲基-羟乙基哌嗪、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷-2-甲醇、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺及其混合物。
XVII.根据实施方案I至XVI中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂包含三亚乙基二胺和/或二甲基氨基丙胺。
XVIII.根据实施方案I至XVII中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XIX.根据实施方案I至XVIII中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂的含量为0.01重量％至2.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XX.根据实施方案I至XIX中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中水的含量为1.0重量％至10.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XXI.根据实施方案I至XX中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中水的含量为1.0重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XXII.根据实施方案I至XXI中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯反应性组分另外包含至少一种添加剂。
XXIII.根据实施方案XXII的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种添加剂选自发泡剂、开孔剂、染料、颜料、红外吸收材料、稳定剂、增塑剂、抗静电剂、真菌抑制剂、细菌抑制剂、水解控制剂、固化剂、抗氧化剂、碳酸亚烷基酯、碳酰胺和吡咯烷酮。
XXIV.根据实施方案XXII或XXIII的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种添加剂的含量为0.1重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
XXV.根据实施方案I至XXIV中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中可膨胀石墨的含量为75重量％至85重量％，基于阻燃剂混合物的总重量计。
XXVI.根据实施方案I至XXV中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中多磷酸铵的含量为5重量％至15重量％，基于阻燃剂混合物的总重量计。
XXVII.根据实施方案I至XXVI中之一或多项的聚氨酯泡沫，其中，所述聚氨酯泡沫具有根据DIN EN ISO 845测定的50kg/m3至120kg/m3的密度，根据ISO 5660-1HL3测定的等于或小于50kW/m2的最大平均放热，根据ISO 5659-2HL3测定的小于200m2/m2的光学烟雾密度以及小于0.75的毒性指数。
XXVIII.一种制备实施方案I至XXVII中之一或多项的聚氨酯泡沫的方法，通过在阻燃剂混合物的存在下，使包含异氰酸酯组分和异氰酸酯组分的反应性组合物反应而进行，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
XXIX.根据实施方案XXVIII的方法，其中异氰酸酯反应性组分和阻燃剂混合物混合，然后与异氰酸酯组分反应。
XXX.一种成型制品，其包含实施方案I至XXVII中之一或多项的聚氨酯泡沫，或包含根据实施方案XXVIII或XXIX获得的聚氨酯泡沫。
XXXI.一种制备实施方案XXX的成型制品的方法，所述方法包含在模具中使聚氨酯泡沫成型的步骤。
XXXII.一种铁路部件，包含实施方案I至XXVII中之一或多项的聚氨酯泡沫，或包含根据实施方案XXVIII或XXIX获得的聚氨酯泡沫。
XXXIII.根据实施方案XXXII的铁路部件，其中铁路部件为模制或挤出成型的火车座椅部件或一种包层。
XXXIV.根据实施方案XXXII的铁路部件，其中包层为选自房间隔板、活板、盒子、防护罩和百叶窗的内部竖直表面；内门、或内门和外门的衬里；窗户保温材料；厨房内表面；选自天花板镶板、活板、盒子、防护罩和百叶窗的内部水平表面；选自顶部和竖直行李架、行李槽和隔室中的行李存放区；选自驾驶台的镶板和表面中的驾驶台应用；舷梯内表面，选自舷梯膜(波纹管)的内侧和内衬；窗框；具有朝下的表面的任选折叠桌；空气管道的内表面或外表面，或乘客信息装置。
XXXV.根据实施方案XXXII至XXXIII中之一或多项的铁路部件，其中铁路部件符合根据DIN EN 45545-2的可燃性要求。
实施例
本发明通过下列非限制性实施例来说明：
原料
标准方法
| DIN 53240 | OH值 |
| ISO 5660-1 | 最大平均放热速率(MARHE) |
| DIN EN ISO 845 | 密度 |
| ISO 5659-2 | 光学烟雾密度 |
| ISO 5659-2 | 毒性指数 |
用于制备PU泡沫的反应性组合物的通用合成方法
按照表1的A系和B系组分中所述的量(全部以重量％计)加入上述原料。然后将A系和B系组分与阻燃剂混合物一起加入搅拌杯中，在1500rpm下进行混合，以获得需要的指数。A系和B系组分的温度保持在20±2℃，保持混合比例(树脂系:异系)为100:30-35。
测试由此获得的PU泡沫的性能，列于下表1和2中。
表1:本发明的PU泡沫
表2:根据各标准方法测定的IE 1的性能
根据各标准方法，测试本发明PU泡沫的MARHE、光学烟雾密度和毒性指数。结果总结在下面表3中。
表3:本发明PU泡沫IE1和IE2的DIN EN 45545-2测试结果
由上述可见，PU泡沫符合DIN EN 45545-2的要求。更重要的是，本发明的PU泡沫IE1和IE2的MARHE值≤50kW/m2，光学烟雾密度(Ds)<200m2/m2，以及毒性指数(CITg)<0.75。因此，本发明的PU泡沫可用于制造铁路部件。
Claims (15)
1.一种聚氨酯泡沫，通过使包含以下组分的反应性组合物反应而获得，所述组分为：
(A)异氰酸酯组分，和
(B)异氰酸酯反应性组分，包含
(a)至少一种聚醚多元醇，其平均官能度为1.9至5.0且OH值为10mg KOH/g至1000mgKOH/g,
(b)至少一种表面活性剂,
(c)至少一种胺催化剂，和
(d)水，
所述反应在(C)的存在下进行：
(C)阻燃剂混合物，包含(i)70重量％至99重量％的可膨胀石墨和(ii)1重量％至30重量％的多磷酸铵，基于阻燃剂混合物的总重量计，其中，阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
2.根据权利要求1的聚氨酯泡沫，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:2。
3.根据权利要求1或2的聚氨酯泡沫，其中异氰酸酯组分包含亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
4.根据权利要求1至3之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种聚醚多元醇的含量为70重量％至98重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
5.根据权利要求1至4之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种表面活性剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
6.根据权利要求1至5之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述至少一种胺催化剂的含量为0.01重量％至5.0重量％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量计。
7.根据权利要求1至6之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述异氰酸酯反应性组分另外包含至少一种添加剂。
8.根据权利要求1至7之一或多项的聚氨酯泡沫，其中所述可膨胀石墨的含量为75重量％至85重量％，基于阻燃剂混合物的总重量计。
9.根据权利要求1至8之一或多项的聚氨酯泡沫，其中多磷酸铵的含量为5重量％至15重量％，基于阻燃剂混合物的总重量计。
10.一种制备权利要求1至9之一或多项的聚氨酯泡沫的方法，其通过在阻燃剂混合物存在下，使包含异氰酸酯组分与异氰酸酯组分的反应性组合物反应而进行，其中阻燃剂混合物和异氰酸酯反应性组分的重量比为1:5至5:1。
11.一种成型制品，所述成型制品包含权利要求1至9之一或多项的聚氨酯泡沫，或由权利要求10获得的聚氨酯泡沫。
12.一种制备根据权利要求11的成型制品的方法，所述方法包含在模具中使聚氨酯泡沫成型的步骤。
13.一种铁路部件，所述铁路部件包含权利要求1至9之一或多项的聚氨酯泡沫，或由权利要求10获得的聚氨酯泡沫。
14.根据权利要求13的铁路部件，其中铁路部件为模制或挤出成型的火车座椅部件或包层。
15.根据权利要求14的铁路部件，其中包层是选自房间隔板、活板、盒子、防护罩和百叶窗的内部竖直表面；内门、或内门和外门的衬里；窗户保温材料；厨房内表面；选自天花板镶板、活板、盒子、防护罩和百叶窗的内部水平表面；选自顶部和竖直行李架、行李槽和隔室的行李存放区；选自驾驶台的镶板和表面的驾驶台应用；舷梯内表面，选自舷梯膜的内侧(波纹管)和内衬；窗框；具有朝下的表面的任选折叠桌；空气管道的内表面或外表面，或乘客信息装置。
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