ES2911643T3 - Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles - Google Patents

Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles Download PDF

Info

Publication number
ES2911643T3
ES2911643T3 ES18750084T ES18750084T ES2911643T3 ES 2911643 T3 ES2911643 T3 ES 2911643T3 ES 18750084 T ES18750084 T ES 18750084T ES 18750084 T ES18750084 T ES 18750084T ES 2911643 T3 ES2911643 T3 ES 2911643T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
applications
carbon atoms
group containing
flexible polyurethane
mono
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18750084T
Other languages
English (en)
Inventor
Andrew Piotrowski
Joseph Zilberman
Jeffrey Stowell
Mark Gelmont
Mayank Singh
Zhihao Chen
Eran Gluz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ICL IP America Inc
Original Assignee
ICL IP America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ICL IP America Inc filed Critical ICL IP America Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2911643T3 publication Critical patent/ES2911643T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/2815—Monohydroxy compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/38—Details of the container body
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/30—Phosphinic acids R2P(=O)(OH); Thiophosphinic acids, i.e. R2P(=X)(XH) (X = S, Se)
    • C07F9/32—Esters thereof
    • C07F9/3205—Esters thereof the acid moiety containing a substituent or a structure which is considered as characteristic
    • C07F9/3211—Esters of acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/14—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/161—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24—Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244—Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/288—Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018—Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C08G18/4241—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols from dicarboxylic acids and dialcohols in combination with polycarboxylic acids and/or polyhydroxy compounds which are at least trifunctional
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0038—Use of organic additives containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/143—Halogen containing compounds
    • C08J9/144—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only
    • C08J9/146—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only only fluorine as halogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/30—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by mixing gases into liquid compositions or plastisols, e.g. frothing with air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/06—Organic materials
    • C09K21/12—Organic materials containing phosphorus
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • E04B1/942—Building elements specially adapted therefor slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage; Sky-lights
    • E04D13/16—Insulating devices or arrangements in so far as the roof covering is concerned, e.g. characterised by the material or composition of the roof insulating material or its integration in the roof structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3878—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3878—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus
    • C08G18/388—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus having phosphorus bound to carbon and/or to hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/022—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments premixing or pre-blending a part of the components of a foamable composition, e.g. premixing the polyol with the blowing agent, surfactant and catalyst and only adding the isocyanate at the time of foaming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/18—Binary blends of expanding agents
    • C08J2203/182—Binary blends of expanding agents of physical blowing agents, e.g. acetone and butane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/10—Rigid foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)

Abstract

Una espuma de poliuretano flexible retardante de llama que comprende el producto de reacción de un poliol, un isocianato y una cantidad eficaz de retardante de llama de un compuesto de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo- funcional de fórmula (I-A): **(Ver fórmula)** en la que: R1 y R2 se seleccionan de un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 4 átomos de carbono; y, X es ya sea ------(Z)k-R3 o **(Ver fórmula)** y cuando X es ------(Z)k-R3, Z es -(Y-O)n- en la que Y es un grupo alquileno lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono y n representa un número entero desde 1 a 20; k puede ser 0 o 1; R3 se selecciona de hidrógeno, un grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono; y, siempre que cuando k sea cero, R3 sea el grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi y cuando k sea 1, R3 sea hidrógeno, y cuando x es **(Ver fórmula)** R4 y R5 se seleccionan cada uno independientemente de H, un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alquenilo lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono, un grupo alquilo sustituido con halo que contiene desde 6 a 12 átomos de carbono y un grupo alquilarilo que contiene desde 7 a 16 átomos de carbono, desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alcoxi que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo arilo o R4 y R5 están unidos entre sí para formar un grupo cicloalquilo que contiene desde 5 a 8 átomos de carbono en el que el índice de isocianato de la espuma de poliuretano flexible es 95-125.

Description

DESCRIPCIÓN
Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles
Campo de la invención
La divulgación en este documento proporciona el uso de compuestos reactivos que contienen dialquil fósforo, a saber, ésteres hidroxilo funcionales de ácidos dialquil fosfínicos, que cuando reaccionan con poliol e isocianato, sirven como retardantes de llama reactivos altamente eficientes en espumas de poliuretano flexibles. La invención proporciona además espuma de poliuretano flexible retardante de llama con dichos fosfinatos de dialquilo con funcionalidad hidroxilo reaccionados e incorporados en la matriz polimérica de una espuma de poliuretano flexible. Las expresiones "retardantes de fuego" y "retardantes de llama" se usan en este documento de manera intercambiable.
Antecedentes de la invención
Se sabe que los retardantes de llama bromados o a base de fósforo son altamente eficaces y, en muchos casos, son las únicas opciones para reducir el riesgo de incendio de materiales sintéticos tales como espumas de poliuretano flexibles. Sin embargo, el creciente escrutinio público y gubernamental de los productos químicos, y en particular de los retardantes de llama, ha aumentado con los años. El objetivo es hacia nuevos productos más sostenibles, reactivos, poliméricos y/o libres de halógenos. El escrutinio disminuye considerablemente si se hace reaccionar un retardante de llama en la matriz polimérica y no se puede lixiviar.
De este modo, existe una demanda de retardantes de fuego que contienen fósforo reactivo para poliuretano flexible que posea características tales como alto contenido de fósforo, color claro transparente y buena compatibilidad con polioles de poliéter y polioles de poliéster empleados en la industria del poliuretano.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona compuestos mono-hidroxilo-funcionales que contienen dialquil fósforo reactivo que poseen características de retardante de llama altamente satisfactorias y que tienen buena compatibilidad con los componentes de poliol de un sistema de formación de espuma de poliuretano flexible. La expresión "un sistema de formación de espuma de poliuretano flexible", como se usa en este documento, se debe entender que comprende un poliol, un isocianato y un compuesto mono-hidroxilo funcional que contiene dialquil fósforo reactivo como se describe en este documento. Los compuestos de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcional son completamente reactivos a través de su único grupo funcional hidroxilo, y se pueden formular más fácilmente que los compuestos de fosfinato de dialquilo di- o tri-hidroxilo-funcional. Sorprendentemente, se ha descubierto que, a pesar de su menor contenido de funcionalidad hidroxilo, los compuestos de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcional reactivo en este documento pueden reaccionar e incorporar en la estructura polimérica de una espuma de poliuretano flexible, por ejemplo, mediante reacción con el componente de isocianato del sistema formador de espuma de poliuretano flexible, sin alterar las propiedades elásticas de la espuma de poliuretano flexible. Esto significa que los retardantes de llama de la invención se integran en el sustrato de espuma flexible, de modo que no se liberan al medio ambiente y no es probable que penetren a través de las membranas celulares de los tejidos vivos y, por lo tanto, no representan un peligro para la salud. La invención proporciona además el sistema de formación de espuma de poliuretano flexible descrito anteriormente, que incluye pero no se limita a los compuestos mono-hidroxilo funcionales que contienen dialquil fósforo reactivo descritos en este documento.
El término "espuma" como se usa en este documento se refiere a espumas de poliuretano flexibles. La espuma de poliuretano flexible descrita en este documento, o reivindicada en este documento, que comprende, consiste esencialmente en, o consiste en los compuestos de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcional reaccionados de fórmula general (I-A) y/o (I-B), con la fórmula general (1-B) que representan el grupo de los productos de reacción de dioles y/o polioles que contienen fósforo de la fosforilación parcial de polialcoholes, que contienen al menos un grupo que contiene fósforo, se entiende en este documento que todos contienen la(s) fórmula(s) mencionada(s) anteriormente como materiales reactivos, es decir, la(s) fórmula(s) mencionada(s) anteriormente se hacen reaccionar en la estructura del material de poliuretano flexible, en cuyo caso la(s) fórmula(s) mencionada(s) anteriormente puede no estar presente, o no estaría presente en la(s) misma(s) fórmula(s) estructural(es) que se describen en este documento, pero estaría presente en el material de poliuretano flexible como un producto de reacción de un diol y/o poliol, un isocianato y la(s) fórmula(s) estructural(es) descrita(s) en este documento.
Se entenderá que el término "poliol" como se usa en este documento también se define posiblemente como un diol y/o un poliol.
La presente invención proporciona compuestos de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula general (I-A) y (I-B), y un grupo de productos de reacción de dioles y/o polioles que contienen fósforo de la fosforilación parcial de polialcoholes, que contiene al menos un grupo que contiene fósforo de fórmula general (I-B), en la que la fórmula (I-A) es:
Figure imgf000003_0001
en la que:
R1 y R2, se seleccionan de un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 4 átomos de carbono, como metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo e isobutilo, preferiblemente metilo o etilo, más preferiblemente tanto R1 como R2 son etilo; y,
X es ya sea-----(Z)k-R3 o
Figure imgf000003_0002
y cuando X e s -----(Z)k-R3, Z es -(Y-O)n-, en la que Y es un grupo alquileno lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono, preferiblemente desde 2 a 4 átomos de carbono, más preferiblemente etileno, propileno o isopropileno, y n representa un número entero desde 1 a 20, preferiblemente de 1 a 5, e incluso más preferiblemente desde 1 a 2.
k puede ser 0 o 1;
R3 se selecciona de hidrógeno, un grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono, preferiblemente desde 2 a 4 átomos de carbono; y,
siempre que cuando k sea cero, R3 sea el grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi y cuando k sea 1, R3 sea hidrógeno, y
cuando x es
Figure imgf000003_0003
R4 y R5 se seleccionan cada uno independientemente de H, un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente desde 1 a 4 átomos de carbono, y más preferiblemente uno cualquiera de metilo, etilo o propilo, un grupo alquenilo lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono, preferiblemente desde 2 a 4 átomos de carbono, un grupo alquilo sustituido con halo que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alcoxi que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente desde 1 a 4 átomos de carbono, un grupo arilo que contiene desde 6 a 12 átomos de carbono, preferiblemente desde 6 a 8 átomos de carbono, y un grupo alquilarilo que contiene desde 7 a 16 átomos de carbono, preferiblemente desde 7 a 12 átomos de carbono, o R4 y R5 están unidos entre sí para formar un grupo cicloalquilo que contiene desde 4 a 8 átomos de carbono, preferiblemente 6 átomos de carbono; y en el que la fórmula (I-B) es:
Figure imgf000004_0001
en la que:
R1 y R2 se seleccionan independientemente de un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 4 átomos de carbono, tal como metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo e isobutilo, preferiblemente metilo o etilo, más preferiblemente tanto R1 como R2, siendo ambos etilo; y,
n1 es un número entero igual o mayor que 1, y n2 es uno, preferiblemente n1 es desde 1 a 5 y
Z2 es una unidad estructural derivada de un diol o poliol que tiene una valencia de n1+n2, y tiene la fórmula general:
Figure imgf000004_0002
en la que R se selecciona del grupo que consiste en:
Figure imgf000004_0003
y donde cada R6 independientemente es H o es un alquilo desde 1 a 4 átomos de carbono, x es 0 o > 1, preferiblemente 1 a 4, más preferiblemente x=1, y es 2 o 3; z es un número entero desde 2 a 5; y, m > 1, preferiblemente m=1.
También se proporciona en este documento un procedimiento de preparación de estos compuestos.
Los nuevos compuestos de fórmula (I-A) se pueden preparar mediante la reacción de ácidos dialquilfosfínicos monohidroxilo-funcionales de fórmula (II) con compuestos que tienen un grupo oxirano, en el que la fórmula (II) es:
Figure imgf000005_0001
en la que R1 y R2 son como se definen.
Los compuestos de fórmula (I-A) también se pueden preparar mediante la reacción de haluros de dialquilfosfínicos de fórmula (III) con dioles alifáticos, en los que la fórmula (III) es:
Figure imgf000005_0002
y en la que R1 y R2 son como se definen, y A es cloro o bromo.
Los dioles y/o polioles que contienen fósforo de la invención, por ejemplo los de fórmula I-B, se pueden preparar mediante la reacción de haluros de dialquilfosfínicos de fórmula (III) con dioles y/o polioles alifáticos.
Los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales reactivos de esta invención poseen un alto contenido de fósforo, tienen buena estabilidad hidrolítica y térmica, exhiben buena compatibilidad con los componentes diol y/o poliol del sistema de formación de espuma de poliuretano flexible, y son útiles como retardantes de llama reactivos altamente eficientes en espumas de poliuretano flexibles.
La presente invención proporciona además poliuretano flexible resistente al fuego que comprende el residuo reactivo de dichos compuestos mono-hidroxilo funcionales que contienen fósforo después de haber reaccionado en el sistema de formación de espuma de poliuretano flexible para formar la espuma de poliuretano flexible. Los compuestos mono-hidroxilo funcionales que contienen fósforo en este documento se pueden usar en el sistema de formación de espuma de poliuretano flexible ya sea individualmente o mezclados entre sí y/o con otros retardantes de llama, incluidos los retardantes de llama que contienen halógeno y los retardantes de llama que contienen fósforo.
Todas las anteriores y otras características y ventajas de la invención se entenderán mejor a través de la siguiente descripción detallada ilustrativa y no limitativa de las realizaciones preferidas de la misma.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En una realización, los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula (I-A) pueden ser aquellos de las fórmulas más específicas (I-A-1) o (I-A-2), en los que la fórmula (I-A-1) es:
Figure imgf000005_0003
en la que R1 y R2, Z, k y R3 son como se definen anteriormente; y, en los que la fórmula (I-A-2) es:
Figure imgf000006_0001
y en la que R1, R2, R4 y R5 son como se definen anteriormente.
En una realización en este documento, los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula (I-A) de la presente invención se preparan mediante la reacción de ácidos dialquilfosfínicos de fórmula (II) con los compuestos de fórmula (IV), que tienen grupos oxirano, cuya fórmula (IV) es
Figure imgf000006_0002
en la que:
R4 y R5 son como se definen anteriormente.
En otra realización en este documento, los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula (I-A) de la presente invención se preparan mediante la reacción de haluros de dialquilfosfínicos de fórmula (III) con dioles alifáticos de fórmula (V):
HO—(Z)k-R3 (V)
en la que Z, R3 y el subíndice k son como se definen anteriormente.
Los dioles y/o polioles que contienen fósforo de la presente invención, por ejemplo los de fórmula (I-B), se preparan mediante la reacción de haluros de dialquilfosfínicos de fórmula (III) con dioles o polioles alifáticos.
Los ácidos dialquilfosfínicos (II) y los haluros de dialquilfosfínicos (III) empleados como materiales de partida en el procedimiento de la presente invención son en su mayor parte bien conocidos en la técnica. Los compuestos de fórmula (II) se pueden obtener, por ejemplo, por hidrólisis de los correspondientes haluros de dialquilfosfínicos (III). Este último se puede preparar, por ejemplo, mediante el método descrito en la Patente de los Estados Unidos No.
3,104,259.
Los compuestos de oxirano específicos usados en el procedimiento de preparación de los compuestos de fórmula (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) de la presente invención se seleccionan del grupo que consiste en, pero no se limita a, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, 1,2-epoxibutano, 1,2-epoxipentano, 1,2-epoxihexano, 1,2-epoxi-5-hexeno, 1,2-epoxi-2-metilpropano, 1,2 -epoxioctano, glicidil metil éter, glicidil isopropil éter, glicidil isobutil éter, glicidil heptil éter, glicidil 2-etilhexil éter, glicidil alil éter, trimetilolpropano triglicidil éter, óxido de estireno, óxido de ciclohexeno, epiclorhidrina y combinaciones de los mismos. Más preferiblemente, se usan como el compuesto de oxirano, óxido de etileno, óxido de propileno y 1,2-epoxibutano.
Los dioles alifáticos específicos usados en el procedimiento de preparación de los compuestos de fórmula (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) de la presente invención se seleccionan del grupo que consiste en, pero no se limita a, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 2-buteno-1,4-diol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,8-octanodiol y otros dioles con pesos moleculares de hasta 700.
Los dioles y/o polioles alifáticos usados en el procedimiento de preparación de los polioles que contienen fósforo de la invención pueden ser generalmente cualquier diol y/o poliol apropiado que tenga al menos dos o al menos tres átomos de hidrógeno reactivos, respectivamente, siendo ejemplos aquellos que tienen una funcionalidad desde 2 o 3 a 6, preferiblemente 2, 3 y 4, y preferiblemente un peso molecular desde 100 a 700. Los dioles y/o polioles alifáticos específicos se pueden seleccionar del grupo de polialcoholes no poliméricos, por ejemplo, trimetilol propano, trimetilol etano o glicerol.
Preferiblemente, los dioles y/o polioles que se van a usar según la presente invención son dioles y/o polioles de poliéter. Esta clase de dioles y/o polioles se obtiene mediante la reacción de adición con apertura de anillo de uno o más óxidos de alquileno (por ejemplo, óxido de etileno y óxido de propileno) con un reactivo apropiado que contiene uno o más átomos de hidrógeno activos, tales como alcoholes, amina y ácidos; más específicamente, dicho reactivo se puede seleccionar de un grupo que consiste en dioles, trioles, resinas de novolaca, pentaeritritol, sorbitol, sacarosa, dietilentriamina y similares. También se pueden usar polioles de poliéster según la presente invención; esta clase de polioles se obtiene por reacción de condensación de ácidos carboxílicos, dicarboxílicos (o policarboxílicos), tales como ácido adípico, ácido Itálico o similares, con dioles o trioles. Los dioles y/o polioles alifáticos usados en el procedimiento de preparación de los monooles, dioles o polioles que contienen fósforo de la presente invención se seleccionan de dioles y/o polioles poliméricos tales como polioles de poliéter, polioles de poliéster y mezclas de los mismos.
En una realización preferida de la presente invención, la reacción de los ácidos dialquilfosfínicos (II) con un compuesto oxirano se lleva a cabo en un medio en exceso de oxirano, con o sin un disolvente orgánico tal como tetrahidrofurano, 1,4-dioxano, o tolueno.
La cantidad de compuesto de oxirano usada en la reacción con ácidos mono-hidroxidialquilfosfínicos (II) es un exceso molar del 5-300 % con respecto al ácido mono-hidroxidialquilfosfínico, y preferiblemente un exceso molar del 50-100 %. El uso de un exceso molar del compuesto de oxirano superior al 100 % con respecto al ácido monohidroxidialquilfosfínico no es conveniente debido a la necesidad de reciclar una gran cantidad de oxirano.
Los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) de la presente invención tienen un contenido de fósforo de 8-18 % en peso y un índice de hidroxilo de 150-315 mg de KOH/g, dependiendo del ácido dialquilfosfínico y el oxirano tomados para la reacción.
Se prefiere, para la preparación de los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales diana (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) con el mayor contenido de fósforo posible, hacer reaccionar ácidos mono-hidroxidialquilfosfínicos que tienen el mayor contenido de fósforo entre los ácidos mono-hidroxidialquilfosfínicos (II), con óxido de etileno y óxido de propileno.
De este modo, los compuestos de fórmula (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2), que tienen propiedades particularmente valiosas son aquellos en los que R1 y R2 son cada uno etilo.
Dichas reacciones se llevan a cabo a una temperatura de entre 40 °C y 120 °C, y preferiblemente entre 70 °C y 90 °C. A una temperatura inferior a 40 °C, la reacción se vuelve inaceptablemente lenta. Por otro lado, no es aconsejable aplicar una temperatura superior a 120 °C ya que a tales temperaturas se pueden formar productos de descomposición indeseables.
En una realización preferida, la reacción de los haluros de dialquilfosfínicos (III) con un diol alifático se lleva a cabo en un medio en exceso de diol.
La cantidad de compuesto de diol usado en la reacción con haluros de dialquilfosfínicos (III) es generalmente de 2 a 10 moles por 1 mol de haluro de dialquilfosfínico, y preferiblemente un exceso molar de 4 a 8 moles. Las cantidades excesivas relativamente grandes de estos dioles son necesarias para minimizar la formación de ésteres de bis(fosfinato de dialquilo) indeseables de glicoles y dioles que no tienen grupos hidroxilo. El uso de un exceso molar del compuesto de diol superior a 10 moles por 1 mol de haluro de dialquilfosfínico no es conveniente debido a la necesidad de reciclar una gran cantidad de diol.
Los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales de fórmula (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) de la presente invención tienen un contenido de fósforo de 2-18 % en peso y un índice de hidroxilo de 150-450 mg de KOH/g, dependiendo del halogenuro dialquilfosfínico y del diol tomado para la reacción.
Se prefiere, para la preparación de los fosfinatos de dialquilo mono-hidroxilo-funcionales diana (I-A) o más específicamente (I-A-1) o (I-A-2) con el mayor contenido de fósforo posible, hacer reaccionar haluros de dialquilfosfínicos que tienen el mayor contenido de fósforo entre los haluros de dialquilfosfínicos (III), con etilenglicol. De este modo, el compuesto de fórmula (I-A-1) que tiene propiedades particularmente valiosas es aquel en el que cada uno de R1 y R2 es etilo, k es 1, n es 1, Y es -CH2CH2-, y R3 es hidrógeno.
Dichas reacciones se llevan a cabo a una temperatura de entre 25 °C y 120 °C, y preferiblemente entre 50 °C y 90 °C. Aplicar una temperatura inferior a 25 °C da como resultado un bajo rendimiento. Por otro lado, no es aconsejable aplicar una temperatura superior a 120 °C ya que a tales temperaturas se pueden formar productos de descomposición indeseables. Además, se puede usar un catalizador para acelerar la reacción, por ejemplo, MgCh o ZnCl2.
En una realización preferida, la reacción de los haluros de dialquilfosfínicos (III) con un diol alifático se lleva a cabo en presencia de una base fuerte tal como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio, en un medio tanto de un disolvente orgánico como de un exceso de alcohol alifático. El disolvente orgánico se selecciona de compuestos aromáticos. Los disolventes aromáticos especialmente apropiados son clorobenceno, orto-diclorobenceno, mesitileno y, en particular, tolueno y xileno. Una cantidad eficaz de la base empleada en el procedimiento está en un intervalo de 1-1.2 mol por 1 mol de haluros de dialquilfosfínicos (III), y preferiblemente 1-1.05 mol.
El hidróxido de sodio o de potasio se puede emplear en forma sólida. El agua resultante de la reacción entre el diol y la base debe eliminarse de la mezcla de reacción tanto como sea posible antes de la adición de haluros de dialquilfosfínicos (III).
En una realización preferida, la reacción de los haluros de dialquilfosfínicos (III) con un diol y/o poliol alifático se lleva a cabo variando el grado de fosforilación parcial del diol y/o poliol. El diol y/o poliol que contiene fósforo según la presente invención comprende al menos un grupo que contiene fósforo. Este grupo que contiene fósforo es un grupo de fórmula (III-A).
Figure imgf000008_0001
en la que:
en la que R1 y R2 son como se definen, y en la que la línea ondulada indica un enlace a un diol o poliol a través de un átomo de oxígeno.
El diol y/o poliol que contiene fósforo de la invención también puede comprender dos o más grupos que contienen fósforo de fórmula (III-A), en la que estos grupos que contienen fósforo pueden ser idénticos o diferentes.
La reacción de haluros de dialquilfosfínicos (III) con un diol y/o poliol alifático se puede llevar a cabo en presencia de una base orgánica que se selecciona, pero no se limita a, del grupo de las aminas terciarias, por ejemplo, trietilamina, piridina, diisopropiletilamina, 1-metilimidazol. La cantidad de base usada es equimolar al haluro dialquilfosfínico (III). La base también se puede usar en exceso con respecto al haluro de dialquilfosfínico. Dichas reacciones se llevan a cabo por lo general en un medio de disolvente orgánico inerte. Los disolventes apropiados para la fosforilación son, pero no se limitan a, hidrocarburos halogenados, tales como cloruro de metileno, cloroformo o 1,2-dicloroetano. Disolventes que también son apropiados son éteres tales como dioxano o tetrahidrofurano. Disolventes que también son apropiados son hidrocarburos tales como hexano o tolueno.
En una realización preferida, la reacción de los haluros de dialquilfosfínicos (III) con un diol y/o poliol alifático se lleva a cabo en presencia de una base inorgánica fuerte tal como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio, en medio de un disolvente orgánico tales como clorobenceno, mesitileno y, en particular, tolueno y xileno.
Una cantidad eficaz de la base empleada en el procedimiento está en el intervalo de 1-1.2 mol por 1 mol de haluros de dialquilfosfínicos (III), y preferiblemente 1-1.05 mol. El hidróxido de sodio o de potasio se puede emplear en forma sólida. El agua resultante de la reacción entre el diol y/o el poliol y la base debe eliminarse de la mezcla de reacción tanto como sea posible antes de la adición de haluros de dialquilfosfínicos (III).
Las cantidades de haluro de dialquilfosfínico (III) y diol y/o poliol se puede ajustar de modo que se alcance el grado de funcionalización deseado. La fosforilación parcial del diol y/o poliol se puede lograr usando menos de la cantidad estequiométrica del haluro dialquilfosfínico (III) para el diol y/o el poliol en base a su funcionalidad. De esta manera, solo una parte de los grupos OH en el diol y/o el poliol reacciona con el haluro de dialquilfosfínico.
El diol y/o poliol que contiene fósforo de la presente invención (también descrito en este documento como el diol y/o el poliol parcialmente fosforilado) tiene una funcionalidad OH promedio restante (después de la fosforilación del mismo) de 1 y un peso molecular desde 200 a 1000. Los dioles y/o polioles que contienen fósforo de la presente invención tienen un contenido de fósforo de 4-20 % en peso y un índice de hidroxilo de 20-800 mg de KOH/g, dependiendo del haluro dialquilfosfínico y el diol y/o el poliol tomados para la reacción, y de la relación molar entre ellos.
Las reacciones de fosforilación de dioles y/o polioles se llevan a cabo a una temperatura de entre 0 °C y 100 °C, y preferiblemente entre 10 °C y 90 °C. La aplicación de una temperatura inferior a 0 °C da como resultado una velocidad de reacción baja. Por otro lado, no es aconsejable aplicar una temperatura superior a 100 °C ya que a tales temperaturas se pueden formar productos de descomposición indeseables.
Los siguientes ejemplos ilustran realizaciones específicas tanto de la preparación de ciertos compuestos de la invención como de la utilidad de estos compuestos como retardantes de llama reactivos en espumas de poliuretano flexibles.
Los compuestos de la invención son útiles como retardantes de llama reactivos. Los retardantes de llama se pueden usar tal cual o como una mezcla con productos halogenados o no halogenados. Para espumas de poliuretano flexibles, se prefiere usar fosfinatos de dialquilo con funcionalidad hidroxilo libres de halógeno de la invención, ya sea puros o con otros productos no halogenados.
Los compuestos de la presente invención son retardantes de llama reactivos altamente eficaces cuando se incorporan en espumas de poliuretano flexibles. Cabe señalar que los compuestos de la invención son útiles en un índice de isocianato amplio (abreviado en este documento MDI o TDI). El índice se refiere a la proporción de isocianato prácticamente usada en la formulación frente a la cantidad estequiométrica teórica de isocianato requerida, expresada en porcentajes.
Las espumas de poliuretano flexibles en este documento contienen una cantidad eficaz de retardante de llama típica de la composición de esta invención. Por lo general, las composiciones de esta invención se aplican en cantidades que proporcionan una concentración total de fósforo en el polímero (es decir, la espuma de poliuretano flexible) en el intervalo de 0.3 a 15 % en peso, en base al peso total del polímero. Preferiblemente, la concentración total de fósforo en el polímero está en el intervalo de 1 a 10 % en peso y más preferiblemente en el intervalo de 1.5 a 5 % en peso, en base al peso total del polímero de poliuretano flexible. Lo más preferiblemente, las cantidades usadas de los retardantes de llama reactivos de esta invención son al menos suficientes para cumplir con los requisitos actuales del método de prueba de inflamabilidad MVSS 302.
Mediante la elección apropiada de componentes y condiciones, se fabrican espumas de poliuretano flexibles que pueden variar en propiedades en cuanto al grado de flexibilidad. De este modo, las espumas flexibles se fabrican generalmente a partir de dioles o trioles poliméricos que tienen índices de hidroxilo de 20 a 80 usando agua como agente espumante principal.
Las espumas de poliuretano flexibles de la presente invención pueden contener la elección adecuada de agentes auxiliares, por ejemplo, catalizadores, surfactantes, estabilizantes de espuma y similares.
Las espumas de poliuretano flexibles como se usan en este documento se fabrican usando un diol y/o poliol que tiene un diol y/o poliol de peso molecular de 3,000 a 6,000 como se describe en este documento, por ejemplo, un triol de poliéter preparado mediante la adición de óxido de propileno a glicerol. Una espuma de poliuretano flexible como se usa en este documento se caracteriza por tener una resiliencia al impacto del núcleo de como máximo 30 % y un punto de transición vítrea de -80 °C a -60 °C. Aquí, la espuma de poliuretano flexible tiene preferiblemente un contenido de segmento duro de como máximo 40 % en masa. La espuma de poliuretano flexible convencional que tiene una densidad aparente de espuma de 2.5 libras por pie cúbico (PCF) o menos y que tiene una dureza de espuma o IFD (medida de acuerdo con el método de prueba ASTM 3574-Prueba B1) en un intervalo de 10 a 90 lb/50 in2.
El método de fabricación de la espuma de poliuretano flexible de la invención puede comprender combinar el componente de diol y/o poliol y/o el componente de isocianato o catalizador y uno o más de los materiales retardantes de llama de las fórmulas (I-A), (I-A-1), (I-A-2) y (I-B) descritos en este documento, que pueden medirse y bombearse a un recipiente de mezcla común, y luego la mezcla resultante puede trasladarse fácilmente al sitio de polimerización para su uso en moldes, operaciones de preparación de placas, etc.
Los retardantes de llama reactivos de la invención en este documento también se pueden mezclar con el reactivo diol y/o poliol antes de la combinación con el reactivo isocianato. También está dentro del alcance de la invención mezclar los materiales retardantes de llama reactivos con el isocianato antes de combinar tal mezcla con el reactivo diol y/o poliol. Sin embargo, si el isocianato y los materiales retardantes de llama antes mencionados se mezclan y se dejan reposar a temperatura ambiente durante un período de tiempo considerable, puede ocurrir una reacción. El "producto de reacción", como se usa en las reivindicaciones y especificaciones en este documento, puede comprender en una realización hacer reaccionar el contenido del sistema de formación de espuma de poliuretano flexible en uno cualquiera de los métodos mencionados anteriormente, y puede incluir además hacer reaccionar el retardante de llama reactivo a través de una técnica de prepolímero, tal como, por ejemplo, hacer reaccionar un exceso de isocianato con poliol para formar un prepolímero terminado en isocianato y luego hacer reaccionar adicionalmente el prepolímero con el retardante de llama reactivo en este documento.
Los materiales retardantes de llama de fórmulas (I-A), (I-A-1), (I-A-2) y (I-B) descritos en este documento pueden describirse como materiales reactivos con isocianato (reactivos con NCO), es decir, son reactivos con los isocianatos a través del(los) grupo(s) hidroxilo.
Los dioles y/o polioles usados para hacer las espumas de poliuretano flexibles descritas en este documento pueden incluir cualquier poliol orgánico, incluidos dioles, polioles y polioles de poliéter, poliéster, poliesteramida que tienen átomos de hidrógeno que son reactivos con isocianatos se pueden usar. Generalmente, estos materiales tienen pesos moleculares que oscilan entre 62 y 5,000 y tienen desde 2 a 10 o más grupos hidroxilo por molécula y un porcentaje en peso de contenido de hidroxilo que oscila desde 0.5 y 25 %. Generalmente tienen índices de hidroxilo desde 50 a 500 o incluso 700.
En el tipo de reactivo poliéster-poliol, el índice de acidez debe ser menor de 10 y normalmente lo más cercano a 0 posible. Estos materiales se denominan convenientemente reactivo "poliol". Los dioles y/o polioles útiles que contienen hidrógeno activo incluyen la gran familia de compuestos aductos que resultan cuando se agregan óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de 1,2- y 2,3-butileno u otros óxidos de alquileno a tales compuestos de hidrógeno activo, tales como dioles, glicoles y polioles presentados por etilenglicol, propilenglicol, glicerina, metilglucósido, sacarosa, sorbitol, hexanotriol, trimetilolpropano, pentaeritritol así como diversas alquilaminas y alquilendiaminas y polialquilenpoliaminas y similares. Se pueden agregar diversas cantidades de estos óxidos de alquileno a las moléculas base de diol, poliol o amina a las que se hace referencia, dependiendo del uso previsto del poliuretano. Por ejemplo, un diol y/o poliol para su uso en la fabricación de espumas flexibles podría estar bien representado por glicerina a la que se le agregó suficiente óxido de propileno para dar un contenido final de hidroxilo de 1.7 %. Dicho material tendría un peso molecular de 3,000 y tendría una relación molar de glicerina a óxido de propileno de 1 glicerina a 50 de óxido de propileno.
Esta técnica de controlar la flexibilidad mediante la selección de la molécula de diol y/o poliol y la cantidad subsiguiente de óxido de alquileno agregada es bien conocida para los expertos en la técnica.
Además de los glicoles y similares que pueden servir como molécula de poliol base para la adición de los óxidos de alquileno y de este modo producir la molécula de "poliol" para la reacción con el isocianato, se puede usar una molécula de partida que contiene grupos de amina primaria y/o secundaria que tienen hidrógeno reactivo frente a los óxidos de alquileno. Aquí también, la cantidad de óxido de alquileno agregado depende de los usos previstos de los productos finales de poliuretano. En los productos de poliuretano flexible en este documento, se usaría óxido de alquileno para producir polioles con un contenido de hidroxilo más bajo, tal como desde 0.1 % a 5 % o 10 %.
Las aminas representativas que pueden servir como moléculas que contienen hidrógeno activo para la reacción con epóxidos son aquellas que tienen desde 1 a 6 o más amino nitrógenos, ejemplos de las cuales son etilamina, etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetrapropilenpentamina y otras aminas de alquileno alifáticas saturadas lineales, siendo el requisito importante al menos dos, y preferiblemente más, dichos 3 a 8 o 10 sitios de hidrógeno activo a los que se puede agregar el óxido de alquileno.
También es bien conocido el uso de moléculas portadoras de hidroxilo que se han preparado mediante reacciones del tipo de esterificación a partir de ácidos o anhídridos polifuncionales y alcoholes polifuncionales como compuestos de hidrógeno activo usados en la preparación de los sistemas de poliuretano. Estos compuestos a menudo se denominan polioles de poliéster. Los ácidos típicos usados en la preparación de estos polioles de poliéster son los ácidos maleico, Itálico, succínico, fumárico, tetrahidroftálico, cloréndico y tetracloroftálico. Los dioles y/o polioles típicos son etileno, propileno, butileno, dietileno y dipropileno, glicoles y polietileno, polipropileno, glicoles y glicerina, trimetilol propano, hexanotriol, pentaeritritol, sorbitol y similares. Cuando estén disponibles, los ácidos mencionados anteriormente pueden usarse en forma de anhídrido si se desea.
Al preparar los poliéster-polioles, cualquiera de los diversos ácidos o anhídridos polifuncionales o mezclas de los mismos se hacen reaccionar con cualquiera de los dioles, glicoles o polioles o mezclas de los mismos, usando un exceso estequiométrico de los grupos hidroxilo de manera que el producto de poliol final contiene predominantemente grupos terminales hidroxilo. El grado de funcionalidad hidroxilo y el porcentaje de hidroxilo se varía fácilmente para proporcionar los polioles deseados mediante tecnología y técnicas conocidas para los expertos en la técnica.
En la técnica y la tecnología de fabricación de poliuretanos flexibles, también se conoce el empleo de lo que se denomina técnicas de prepolímero. Esta es una técnica en la que parte de la reacción implicada en la fabricación de poliuretano flexible se lleva a cabo produciendo un prepolímero de mayor peso molecular y con grupos terminales resultantes de hidroxilos o isocianatos dependiendo de la estequiometría usada en la fabricación de este prepolímero. Este prepolímero se usa luego para preparar el producto de poliuretano flexible final haciéndolo reaccionar con un isocianato o un poliol, dependiendo, como se mencionó anteriormente, de si los grupos terminales del prepolímero son hidroxilos o isocianatos, respectivamente.
En términos generales, cualquiera de los poliésteres de la técnica anterior, prepolímeros de poliéster modificados con isocianato, poliesteramidas, poliesteramidas modificadas con isocianato, alquilenglicoles, alquilenglicoles modificados con isocianato, polioxialquilenglicoles, polioxialquilenglicoles modificados con isocianato, etc., que tienen hidrógenos reactivos libres y especialmente grupos hidroxilo se pueden emplear para la producción de los poliuretanos descritos en este documento.
Los ejemplos de isocianatos que se pueden usar incluyen aquellos que tienen dos o más grupos isocianato que se han usado hasta ahora para fabricar espumas de poliuretano flexibles. Los ejemplos de tales compuestos de isocianato incluyen isocianatos aromáticos, isocianatos alifáticos e isocianatos alicíclicos, así como mezclas de dos o más de tales isocianatos e isocianatos modificados obtenidos por la modificación de tales isocianatos. Ejemplos específicos de tales isocianatos son diisocianato de tolueno, diisocianato de difenilmetano, poliisocianato de polimetileno polifenileno (MDI en bruto), diisocianato de xilileno, diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno; y productos modificados de tales isocianatos, tales como productos modificados con carbodiimida, productos modificados con biuret, dímeros y trímeros. También se pueden usar prepolímeros con grupos isocianato terminales obtenidos a partir de tales isocianatos y compuestos que contienen hidrógeno activo.
En una realización, el intervalo del índice de isocianato para espumas de poliuretano flexibles puede ser desde 115 a 95.
Como agente de hinchamiento en la composición formadora de espuma de poliuretano flexible de la presente invención, los agentes de hinchamiento conocidos usados hasta ahora en tales composiciones se seleccionan adecuadamente según las propiedades requeridas del producto espumado.
En la presente invención, también se usa un agente de reticulación según lo requiera el caso.
Como agente de reticulación, se prefiere un compuesto que tenga al menos dos grupos funcionales que tengan hidrógeno activo, tales como grupos hidroxilo, grupos amino primarios o grupos amino secundarios. Sin embargo, en el caso de que se use un compuesto de poliol como agente de reticulación, se tiene en cuenta lo siguiente. Es decir, un compuesto de poliol que tiene un índice de hidroxilo de al menos 50 mg de KOH/g y más de cuatro grupos funcionales, se considera el agente de reticulación, y un poliol que no cumple con esto, se considera que es cualquiera de polioles de la mezcla de polioles mencionada anteriormente (poliol (1), (2) u otro poliol). Además, se pueden usar juntos dos o más agentes de reticulación. Como ejemplos específicos, un alcohol polihídrico tal como dextrosa, sorbitol o sacarosa; un poliol que tiene un óxido de alquileno agregado a un alcohol polihídrico; un compuesto de amina tal como monoetanolamina, dietanolamina, etilendiamina, 3,5-dietil-2,4 (o 2,6)-diaminotolueno (DETDA), 2-cloro-p-fenilendiamina (CPA), 3,5-bis(metiltio)-2,4 (o 2,6)-diaminotolueno, 1-trifluorometil-4-cloro-3,5-diaminobenceno, 2,4-toluenodiamina, 2,6-toluenodiamina, bis(3,5-dimetil-4-aminofenil)metano, 4,4'-diaminodifenilmetano, m-xililendiamina, 1,4-diaminohexano, 1,3-bis(aminometil)ciclohexano o isoforondiamina; y se puede mencionar, por ejemplo, un compuesto obtenido mediante la adición de un óxido de alquileno.
Cuando se usa el agente de reticulación anterior, incluso en un caso en el que, por ejemplo, se usa una gran cantidad de un agente de hinchamiento para producir una espuma flexible que tiene una baja densidad, la estabilidad de formación de espuma será buena y será posible producir dicha espuma flexible. Especialmente cuando se usa un diol y/o poliol que tiene un alto peso molecular, es posible producir una espuma flexible que tiene una baja densidad que solía considerarse difícil de espumar. Además, cuando se usa el agente de reticulación, se mejorará la durabilidad, en comparación con un caso en el que no se usa. En el caso de que se use un diol y/o poliol que tiene un peso molecular alto como en la presente invención, la estabilidad de formación de espuma se puede mejorar fácilmente, particularmente cuando se usa un compuesto que tiene un peso molecular relativamente alto, tal como un peso molecular de al menos 4000.
El agua es un ejemplo típico de dicho agente de hinchamiento; otros ejemplos incluyen cloruro de metileno, nbutano, isobutano, n-pentano, iso-pentano, éter dimetílico, acetona, dióxido de carbono y similares. Dependiendo de la densidad deseada y otras propiedades del poliuretano espumado, estos y otros agentes de hinchamiento se pueden usar solos o en combinaciones de dos o más de una manera conocida en la técnica.
La cantidad de agente de hinchamiento que se va a usar no está particularmente limitada, pero ordinariamente oscilará entre 0.1 y 20 partes en peso por 100 partes en peso del componente diol y/o poliol de la composición formadora de espuma. Preferiblemente, la cantidad de agente(s) de hinchamiento será tal que proporcione una densidad de espuma desde 0.8 a 2.5 libras por pie cúbico, y preferiblemente desde 0.9 a 2.0 libras por pie cúbico. La composición formadora de espuma de poliuretano en este documento puede contener preferiblemente cualquiera de los catalizadores y combinaciones de catalizadores conocidos o usados hasta ahora para la producción de espumas de poliuretano. Los ejemplos de catalizadores útiles incluyen hidróxido de sodio, acetato de sodio, aminas terciarias o materiales que generan aminas terciarias tales como trimetilamina, trietilendiamina, N-metilmorfolina, N,N-dimetilcidohexilamina y N,N-dimetilaminoetanol. También son aplicables compuestos metálicos tales como alquilcarboxilatos de hidrocarburo de estaño, diacetato de dibutilestaño, dioctoato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño y octoato estannoso; así como otros compuestos destinados a favorecer la trimerización del isocianato tal como, 2,4,6-tris(N,N-dimetilamino-metil)fenol, 1,3,5-tris(N,N-dimetil-3-aminopropil)-S-hexahidrotriazina, octoato de potasio, acetato de potasio y catalizadores tales como DABCO TMR® y POLy Ca T 43®.
Si se desea, se pueden sustituir muchos otros tipos de catalizadores por los enumerados anteriormente. La cantidad de catalizador usado puede variar ventajosamente desde 0.05 a 5 por ciento en peso o más en base al peso total de diol y/o poliol en la mezcla formadora de espuma.
El índice de isocianato (NCO) que se aplica para fabricar la espuma flexible según la presente invención es 95-125 y preferiblemente 100-120. Se entiende comúnmente que el índice NCO de las espumas de poliuretano es desde 80­ 130.
Las densidades de las espumas de poliuretano flexibles en este documento pueden oscilar entre 14-80 y preferiblemente entre 16-55 y lo más preferiblemente entre 20-40 kg/m3.
Se pueden agregar surfactantes, incluidos los surfactantes orgánicos y los surfactantes basados en silicona, para que sirvan como estabilizantes celulares. Algunos materiales representativos se venden bajo las designaciones SF-1109, L-520, L-521 y DC-193, que son, generalmente, copolímeros de bloque de polisiloxano polioxialquileno. También se incluyen los surfactantes orgánicos que contienen copolímeros de bloques de polioxietilenopolioxibutileno. Es particularmente deseable emplear una pequeña cantidad de un surfactante para estabilizar la mezcla de reacción espumante hasta que se cure. Otros surfactantes que pueden ser útiles en este documento son éteres de polietilenglicol de alcoholes de cadena larga, sales de amina terciaria o alcanolamina de ésteres de sulfato de ácido alílico de cadena larga, ésteres alquilsulfónicos, ácidos alquilarilsulfónicos y combinaciones de los mismos. Tales surfactantes se emplean en cantidades suficientes para estabilizar la reacción de formación de espuma contra el colapso y la formación de grandes celdas irregulares. Por lo general, una cantidad total de surfactante desde 0.2 a 3 % en peso, en base a la formulación como un todo, es suficiente para este propósito. Sin embargo, en algunas realizaciones puede ser deseable incluir algunos surfactantes, por ejemplo, DABCO DC-5598, disponible de Air Products and Chemicals, Inc., en una cantidad mayor. En vista de esto, se puede incluir un surfactante en las formulaciones de la invención en cualquier cantidad que oscile entre 0 y 6 % en peso, en base al componente diol y/o poliol.
Finalmente, se pueden incluir otros aditivos tales como rellenos y pigmentos en las formulaciones de formación de espuma de poliuretano descritas en este documento. Estos pueden incluir, en realizaciones no limitantes, sulfato de bario, carbonato de calcio, grafito, negro de humo, dióxido de titanio, óxido de hierro, microesferas, trihidrato de alúmina, wollastonita, fibras de vidrio preparadas (gotas o continuas), fibras de poliéster, otras fibras poliméricas, combinaciones de los mismos, y similares. Los expertos en la técnica conocerán, sin más instrucción, los medios y métodos típicos y apropiados para adaptar las formulaciones de la invención para producir espumas de poliuretano flexibles que, aunque siguen estando dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, exhiben o se benefician de las propiedades deseadas y/o modificaciones de procesamiento.
Las espumas de poliuretano flexibles descritas en este documento se pueden usar en la construcción y formación de diversos artículos tales como muebles, ropa de cama y cojines para asientos de automóviles, más específicamente, aplicaciones para muebles, aplicaciones para automóviles, aplicaciones para navegación deportiva, aplicaciones para asientos de autobuses, aplicaciones para asientos de trenes, aplicaciones para asientos RV, aplicaciones para asientos de muebles de oficina, aplicaciones para aviación, aplicaciones para tractores, aplicaciones para bicicletas, aplicaciones para montaje de motores, aplicaciones para compresores, aplicaciones para ropa de cama, aplicaciones para aislamiento, aplicaciones para artículos deportivos, aplicaciones para calzado, aplicaciones para amortiguación de alfombras, aplicaciones para embalaje, aplicaciones textiles, aplicaciones para amortiguación de un amortiguador, aplicaciones para HVAC, aplicaciones para tiendas de acampar, aplicaciones para balsas salvavidas, aplicaciones para equipaje y aplicaciones para bolsos de mano.
La espuma de poliuretano en losa flexible se puede usar para muebles, por ejemplo, muebles tapizados, tales como cojines, respaldos y brazos, la industria automotriz, tal como cojines de asientos y respaldos, y revestimientos de cabeza y reposacabezas, para automóviles y camiones, para asientos de transporte público, tales como autobuses y aviones, así como en cualquiera de los asientos de tractores, bicicletas y motocicletas, incluidos, pero no limitando a, la parte inferior y los refuerzos del respaldo del asiento del vehículo y los reposabrazos, así como los anillos de soporte para llantas antipinchazos y otros componentes interiores de automóviles; ropa de cama tales como colchones, como materiales de aislamiento acústico, componentes interiores de automóviles tales como un reposabrazos, un volante y una perilla de palanca de cambios, suelas de zapatos y artículos deportivos.
Ejemplos
Preparación del ejemplo 1 (comparativo)
Figure imgf000013_0001
Mezcla de isómeros
Se cargó con ácido dietilfosfínico (779 g, 6.38 mol) y se selló un reactor Hastelloy de 2 litros, encamisado, equipado con un agitador mecánico, un calentador de aceite y una bomba de laboratorio de desplazamiento positivo. El reactor se calentó a una temperatura interna de 45 °C. Se agregó óxido de propileno (743 g, 12.77 mol) al reactor a través de la bomba durante dos horas manteniendo la temperatura por debajo de 65 °C. Posteriormente, la temperatura interna del reactor se aumentó a 90 °C y se mantuvo así durante tres horas. El exceso de óxido de propileno se evaporó y el residuo se destiló al vacío (300-500 mTorr) usando un evaporador de película rotatoria a una temperatura de camisa de 125 °C. La fracción diana se recogió como un líquido transparente e incoloro. El rendimiento fue del 90 % con respecto al ácido dietilfosfínico de partida. El producto era una mezcla de dos isómeros de ésteres con funcionalidad hidroxilo de ácido dietilfosfínico, 31P RMN (ácido acético-d4, ppm): 66.8 - 67.7; y tenía un índice de acidez de 0.4 mg de KOH/g y un contenido de fósforo de 15.9 %.
Preparación del ejemplo 2 (comparativo)
Figure imgf000013_0002
Se cargó con ácido dietilfosfínico (469 g, 3.84 mol) un matraz de 1 litro, con manta calefactora, agitador mecánico, condensador de reflujo, tubo de inmersión, controlador j-chem y termopar, y depurador cáustico. El matraz se calentó a 80 °C y se cargó óxido de etileno desde un cilindro presurizado en el reactor a través del tubo de inmersión durante cinco horas. La relación molar final de óxido de etileno a ácido dietilfosfínico fue 1.33. La mezcla de reacción se mantuvo a 80 °C, durante tres horas más. Se pasó más nitrógeno a través del tubo de inmersión para eliminar el exceso de óxido de etileno. Se realizó una destilación discontinua del residuo a 150 °C y 200 mTorr dando como resultado un líquido transparente (400 g). El producto era éster 2-hidroxietílico de ácido dietilfosfínico, 31P RMN (CDCl3, ppm): 79; y tenía un índice de acidez de 0.4 mg de KOH/g.
La aplicación de los nuevos compuestos de la presente invención se demuestra a través de su uso como retardantes de llama en formulaciones estándar para espumas de poliuretano flexibles (Ejemplo de aplicación 3).
Además de los nuevos compuestos retardantes de llama, se usaron los siguientes componentes en la preparación de las espumas de poliuretano:
Figure imgf000013_0003
(continuación)
Figure imgf000014_0002
Ejemplo de aplicación 3
Se prepararon muestras de espuma mezclando el poliol y el nuevo producto FR del ejemplo de preparación 1. Se agregaron y agitaron los componentes restantes de la formulación, incluidos agua, catalizador de amina, surfactante de silicona y catalizador de estaño (excepto el isocianato), en la mezcla de producto poliol/FR a 2000 rpm durante 30 segundos para espuma de poliéter y 1000 rpm durante 60 segundos para espuma de poliéster. Inmediatamente después de la adición e incorporación del isocianato en la mezcla de reacción con agitación vigorosa, la mezcla de reacción completa se vertió en una caja de 8x8x5" (20x20x20 cm) y se dejó subir por completo. Para la espuma de poliéter, la caja se colocó en una campana ventilada durante 24 horas de curado a temperatura ambiente; para la espuma de poliéster, la caja se colocó primero y se curó en un horno a 110 °C, durante 10 minutos, seguido de 24 horas de curado a temperatura ambiente. Se retiraron las 0.5" de la parte superior e inferior de la muestra de espuma, así como los lados de revestimiento de papel de la espuma. Luego, las muestras se cortaron y se probaron para detectar inflamabilidad, incluido el estándar federal de seguridad de vehículos motorizados No. 302 (FMVSS 302), prueba de emisiones según VDA 277.
Las tablas 1 y 2 presentan los ingredientes, los parámetros para la preparación de la espuma y los resultados de las pruebas.
Tabla 1. Sistema de formulación de espuma flexible de poliéter y resultados de las pruebas
Figure imgf000014_0001
Tabla 2. Sistema de formulación de espuma flexible de poliéster y resultados de las pruebas
Figure imgf000015_0001
___________________________

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una espuma de poliuretano flexible retardante de llama que comprende el producto de reacción de un poliol, un isocianato y una cantidad eficaz de retardante de llama de un compuesto de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilofuncional de fórmula (I-A):
    Figure imgf000016_0001
    en la que:
    R1 y R2 se seleccionan de un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 4 átomos de carbono; y, X es ya sea-----(Z)k-R3 o
    Figure imgf000016_0002
    y cuando X e s -----(Z)k-R3, Z es -(Y-O)n- en la que Y es un grupo alquileno lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono y n representa un número entero desde 1 a 20;
    k puede ser 0 o 1;
    R3 se selecciona de hidrógeno, un grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono; y,
    siempre que cuando k sea cero, R3 sea el grupo alquileno lineal o ramificado terminado en mono-hidroxi y cuando k sea 1, R3 sea hidrógeno, y
    cuando x es
    Figure imgf000016_0003
    R4 y R5 se seleccionan cada uno independientemente de H, un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alquenilo lineal o ramificado que contiene desde 2 a 8 átomos de carbono, un grupo alquilo sustituido con halo que contiene desde 6 a 12 átomos de carbono y un grupo alquilarilo que contiene desde 7 a 16 átomos de carbono, desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alcoxi que contiene desde 1 a 8 átomos de carbono, un grupo arilo o R4 y R5 están unidos entre sí para formar un grupo cicloalquilo que contiene desde 5 a 8 átomos de carbono
    en el que el índice de isocianato de la espuma de poliuretano flexible es 95-125.
    2. La espuma de poliuretano flexible retardante de llama de la reivindicación 1, en la que R1 y R2 son cada uno un grupo etilo.
    3. La espuma de poliuretano flexible retardante de llama de la reivindicación 1, en la que el compuesto de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcional tiene la fórmula (I-A-1):
    Figure imgf000017_0001
    son cada uno un
    grupo etilo.
    5. La espuma de poliuretano flexible retardante de llama de la reivindicación 1, en la que el compuesto de fosfinato de dialquilo mono-hidroxilo-funcional tiene la fórmula (I-A-2):
    Figure imgf000017_0002
    6. La espuma de poliuretano flexible retardante de llama de la reivindicación 5, en la que R1 y R2 son cada uno un grupo etilo.
    7. Un artículo que comprende la espuma de poliuretano de la reivindicación 1.
    8. El artículo de la reivindicación 7, en el que el artículo es apropiado para su uso en una aplicación seleccionada del grupo que consiste en aplicaciones para muebles, aplicaciones para automóviles, aplicaciones para navegación deportiva, aplicaciones para asientos de autobuses, aplicaciones para asientos de trenes, aplicaciones para asientos RV, aplicaciones para asientos de muebles de oficina, aplicaciones para aviación, aplicaciones para tractores, aplicaciones para bicicletas, aplicaciones para montaje de motores, aplicaciones para compresores, aplicaciones para ropa de cama, aplicaciones para aislamiento, aplicaciones para artículos deportivos, aplicaciones para calzado, aplicaciones para amortiguación de alfombras, aplicaciones para embalaje, aplicaciones textiles, aplicaciones para amortiguación de un amortiguador, aplicaciones HVAC, aplicaciones para tiendas de acampar, aplicaciones para balsas salvavidas, aplicaciones para equipaje y aplicaciones para bolsos de mano, que comprende el poliuretano flexible de la reivindicación 1.
    9. El artículo de la reivindicación 8, en el que dichas aplicaciones para muebles se seleccionan de aplicaciones para muebles tapizados.
    10. El artículo de la reivindicación 8, en el que dichas aplicaciones para automóviles se seleccionan del grupo que consiste en cojines para asientos de automóviles, revestimientos para la cabeza y reposacabezas, cojines para el respaldo de automóviles y camiones, asientos para autobuses, refuerzos para la parte inferior y los asientos de vehículos, reposabrazos, anillos de soporte para llantas antipinchazos y otros componentes interiores de automóviles.
    11. El artículo de la reivindicación 8, en el que dichas aplicaciones para ropa de cama se seleccionan del grupo que consiste en aplicaciones para los colchones y la parte superior del colchón.
    12. El artículo de la reivindicación 8, en el que dichas aplicaciones para aislamiento son material de aislamiento acústico.
ES18750084T 2017-07-24 2018-07-23 Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles Active ES2911643T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762536260P 2017-07-24 2017-07-24
PCT/US2018/043218 WO2019023090A1 (en) 2017-07-24 2018-07-23 REACTIVE FLAME RETARDANT MIXTURES FOR SOFT POLYURETHANE FOAMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2911643T3 true ES2911643T3 (es) 2022-05-20

Family

ID=63104176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18750084T Active ES2911643T3 (es) 2017-07-24 2018-07-23 Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles

Country Status (10)

Country Link
US (3) US11352479B2 (es)
EP (3) EP3783042A1 (es)
JP (2) JP7182602B2 (es)
KR (1) KR20200038206A (es)
CN (2) CN110945047A (es)
CA (2) CA3070601A1 (es)
ES (1) ES2911643T3 (es)
MX (1) MX2020000840A (es)
PL (1) PL3606976T3 (es)
WO (2) WO2019023090A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2020000840A (es) * 2017-07-24 2020-10-28 Icl Ip America Inc Retardantes de flama reactivos para espumas de poliuretano flexibles.
ES2905835T3 (es) * 2017-09-21 2022-04-12 Icl Ip America Inc Mezclas retardantes de llama reactivas para espuma de poliuretano flexible
EP3918018A4 (en) * 2019-02-02 2022-09-14 Avery Dennison Corporation TRANSPARENT FIRE-RETARDANT COMPOSITIONS AND LABELS COMPRISING THEM
US20220267510A1 (en) * 2019-07-12 2022-08-25 Dow Global Technologies Llc Polyurethane foam with improved combustion behavior
MX2022012193A (es) * 2020-06-10 2022-11-09 Icl Ip America Inc Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles.
EP3926024A1 (de) * 2020-06-17 2021-12-22 Clariant International Ltd Phosphorhaltige flammschutzmittelmischungen, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung sowie epoxidharzformulierungen, die diese flammschutzmittelmischungen enthalten
CN112480168B (zh) * 2020-11-26 2022-05-31 江苏利思德新材料有限公司 一种含磷阻燃剂和阻燃高分子材料

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR513E (fr) 1901-08-07 1903-01-26 Royet Pierre Une carabine à répétition démontable à la main et au chargeur
US2372244A (en) 1941-09-24 1945-03-27 Standard Oil Co Esters of acids of phosphorus
US3104259A (en) 1959-07-20 1963-09-17 Monsanto Chemicals Method of preparing phosphinic chlorides
US3249562A (en) 1964-03-13 1966-05-03 Hooker Chemical Corp Polyurethane foams containing phosphinic acids
US3317638A (en) 1963-07-25 1967-05-02 Wyandotte Chemicals Corp Preparation of long oxyalkylene chain phosphate polyols
GB1083939A (en) 1964-12-24 1967-09-20 Kalk Chemische Fabrik Gmbh Production of self-extinguishing polyurethanes
DE1249274B (de) 1964-12-24 1967-09-07 Chemische Fabrik Kalk GmbH, Köln Kalk Verfahren zur Herstellung von alkoholi sehe Hydroxylgruppen und Phosphor enthaltenden Polyathern, Zus z Änm C
US3505431A (en) * 1965-11-01 1970-04-07 Monsanto Co Hydroxyalkyl phosphorus compounds and process for making same
GB1215106A (en) 1966-02-15 1970-12-09 Union Carbide Corp Organophosphorus compositions
DE1618408A1 (de) 1967-04-25 1970-12-17 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Additionsprodukten aus Estern und oder Amiden von Saeuren des Phosphors und organischen Isocyanaten
US3644595A (en) 1969-12-17 1972-02-22 Union Carbide Corp Reactions of elemental phosphorus and phosphorus ester reaction products thereof
IT1096640B (it) * 1977-06-14 1985-08-26 Hoechst Ag Processo per il trattamento ignifugo di tappeti pelosi
US4407981A (en) * 1980-12-19 1983-10-04 Stauffer Chemical Company Flame retardant mixture for polyurethanes
JPH09151231A (ja) * 1995-11-28 1997-06-10 Sanyo Chem Ind Ltd 難燃性ポリウレタンの製造法
DE19828863C1 (de) 1998-06-29 1999-09-02 Clariant Gmbh Verfahren zur Herstellung von Phosphinsäureestern und deren Verwendung
DE102008055914A1 (de) 2008-11-05 2010-05-06 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von mono-hydroxyfunktionalisierten Dialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen mittels Acroleinen und ihre Verwendung
DE102008055916A1 (de) 2008-11-05 2010-05-06 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von mono-hydroxyfunktionalisierten Dialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen mittels Allylalkoholen und ihre Verwendung
WO2010051889A1 (de) 2008-11-06 2010-05-14 Clariant International Ltd Verfahren zur herstellung von mono-hydroxyfunktionalisierten dialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen und ihre verwendung
DE102008060035A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von mono-hydroxyfunktionalisierten Dialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen mittels Vinylester einer Carbonsäure und ihre Verwendung
EP2379573B1 (de) 2008-12-18 2013-12-11 Clariant Finance (BVI) Limited Verfahren zur herstellung von ethylendialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen mittels acetylen und ihre verwendung
DE102008063640A1 (de) 2008-12-18 2010-06-24 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von gemischtsubstituierten Dialkylphosphinsäuren, -estern und -salzen und ihre Verwendung
DE102008063627A1 (de) * 2008-12-18 2010-06-24 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von monohydroxyfunktionalisierten Dialkylphosphinsäuren,-estern und -salzen mittels Ethylenoxid und ihre Verwendung
US20120010312A1 (en) 2010-05-21 2012-01-12 Basf Se Polymeric flame retardant
EP2395039A1 (de) * 2010-05-21 2011-12-14 Basf Se Polymeres Flammschutzmittel
KR101415574B1 (ko) * 2011-02-10 2014-07-04 아주대학교산학협력단 난연 이산화탄소/에폭사이드 공중합체 및 이의 제조 방법
CN105121449B (zh) * 2013-04-16 2017-10-20 巴斯夫欧洲公司 含磷阻燃剂
WO2014198573A1 (en) 2013-06-14 2014-12-18 Basf Se Reactive flame retardants
CN103435643A (zh) * 2013-08-08 2013-12-11 清远市普塞呋磷化学有限公司 一种单羟基二烷基次膦酸金属盐阻燃剂的制备方法
EP3374410B1 (en) 2015-11-13 2021-01-06 ICL-IP America Inc. Reactive flame retardants for polyurethane and polyisocyanurate foams
MX2020000840A (es) * 2017-07-24 2020-10-28 Icl Ip America Inc Retardantes de flama reactivos para espumas de poliuretano flexibles.
ES2905835T3 (es) * 2017-09-21 2022-04-12 Icl Ip America Inc Mezclas retardantes de llama reactivas para espuma de poliuretano flexible

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019023091A1 (en) 2019-01-31
EP3783042A1 (en) 2021-02-24
EP3606976A1 (en) 2020-02-12
JP2020528482A (ja) 2020-09-24
US10208187B2 (en) 2019-02-19
EP3658605A1 (en) 2020-06-03
EP3658605B1 (en) 2023-06-14
KR20200038206A (ko) 2020-04-10
CN110945047A (zh) 2020-03-31
US20190119468A1 (en) 2019-04-25
JP2020528485A (ja) 2020-09-24
CA3069231A1 (en) 2019-01-31
JP7182601B2 (ja) 2022-12-02
EP3606976B1 (en) 2022-03-30
WO2019023090A1 (en) 2019-01-31
CA3070601A1 (en) 2019-01-31
US20190023873A1 (en) 2019-01-24
US20210079301A1 (en) 2021-03-18
MX2020000840A (es) 2020-10-28
CN111194329A (zh) 2020-05-22
JP7182602B2 (ja) 2022-12-02
PL3606976T3 (pl) 2022-06-06
US10899911B2 (en) 2021-01-26
US11352479B2 (en) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2911643T3 (es) Retardantes de llama reactivos para espumas de poliuretano flexibles
CN108350138B (zh) 聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫用的反应性阻燃剂
ES2905835T3 (es) Mezclas retardantes de llama reactivas para espuma de poliuretano flexible
CA3177119A1 (en) Reactive flame retardants for flexible polyurethane foams